evaluación de huella hídrica en la producción de un
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
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Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería
2015
Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de
papa R12 ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca papa R12 ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca
Verónica Victoria Amézquita Bonilla Universidad de La Salle, Bogotá
Daniel Fernando Motta López Universidad de La Salle, Bogotá
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1
Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12
ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca
Verónica Victoria Amézquita Bonilla
Daniel Fernando Motta López
Universidad de la Salle
Facultad de ingeniería
Programa de ingeniería ambiental y sanitaria
Bogotá D.C
2015
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Evaluación de huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12
ubicado en el municipio El Rosal Cundinamarca
Verónica Victoria Amézquita Bonilla
Daniel Fernando Motta López
Trabajo de grado para optar al título de ingeniero ambiental y sanitario
Director
Jesús Alfonso Torres Ortega
Ingeniero químico
Universidad de la Salle
Facultad de ingeniería
Programa de ingeniería ambiental y sanitaria
Bogotá D.C.
2015
3
Nota de aceptación
____________________________
____________________________
____________________________
___________________________
Ingeniero Jesús Alfonso Torres Ortega
DIRECTOR
___________________________
Ingeniero Leonardo Calle
JURADO 1
__________________________
Ingeniero Oscar Fernando Contento Rubio
JURADO 2
Bogotá D.C.
2015
4
Dedicatoria
Dios, tú has sido mi mayor inspiración, razón por la cual hoy he podido terminar este proyecto,
pues has iluminado mi vida con tu preciosa sangre y presencia en todo lugar y momento. Por este
motivo quiero dedicarte especialmente este gran logro, solo tú sabes lo que significa para mí y
cuanto luche por alcanzarlo. Hoy pongo en tus manos los nuevos caminos que se abren paso en
mi vida. Gracias por brindarme tu inmenso amor que es reflejo de las bendiciones que recibo día
a día.
A mi abuelito Lubin, que Dios lo tiene en su gloria, porque le prometí alcanzar esta meta y he
cumplido mi promesa, y aunque me entristece que hoy no pueda ver mi rostro de alegría, sé que
desde el cielo está feliz, porque su nieta mayor logro uno de sus tan anhelados sueños. Te amo
abuelito. A mis otros abuelitos, Laura, Leonor y Carlos por su constante dedicación, apoyo y amor.
Han sido los mejores abuelitos del mundo.
Por supuesto a mis padres que han sido unos trabajadores incansables, pues este proyecto no sería
posible sin el gran esfuerzo que han hecho día a día por educar a sus hijos con amor y respeto.
Los amo con todo mi corazón y les agradezco cada una de las enseñanzas que me han brindado,
su amor, dedicación, esfuerzo, paciencia y generosidad. Y la más valiosa de las razones por darme
la vida y mostrarme que los grandes esfuerzos traen consigo grandes satisfacciones.
A mi hermano, por ser mi confidente y amigo. Y acompañarme hasta altas horas de la noche
mientras realizaba mis proyectos de vida.
Por último, quiero agradecerle a Daniel Motta, mi amigo, compañero de estudios y de vida, por el
apoyo que nos brindamos mutuamente en los diferentes escenarios que hemos compartido y porque
finalmente hoy vemos el resultado del esfuerzo, dedicación y disciplina.
Verónica Amézquita Bonilla
5
Primero a Dios, por brindarme la oportunidad de estudiar esta grandiosa carrera y permitirme
culminarla de la mejor manera posible, a pesar de los sinnúmero de obstáculos que se me
presentaron en el camino, pero que siempre me llenaste de paciencia y sabiduría para poder
solucionar las adversidades. Hoy digo con orgullo, gracias a ti he alcanzado este gran logro tan
importante para mi vida. Bendice este nuevo camino profesional que comienzo.
Indudablemente a mis padres que me brindaron su confianza y oportunidad para que yo estudiara
fuera de mi ciudad y que hoy gracias a Dios, he sabido retribuirles alcanzando mi título de
ingeniero ambiental y sanitario. Eternamente agradecido por la educación que me han dado desde
pequeño, porque gracias a esto soy lo soy como persona, por el amor y todo el apoyo incondicional
que he tenido durante el trascurso no solo de mi carrera sino que también de mi vida, gracias padres
por su lucha y entrega. Gracias por ser unos excelentes padres.
Por supuesto a mi hermano, por ser ese hermano mayor que durante mi carrera me aconsejaba y
que siempre quiere lo mejor para mí, por todo su apoyo y compañía.
Gracias infinitas a mi abuelita Nieves por su amor, consejos, apoyo y oraciones, a mi abuelito
Alfredo y a cada uno de los miembros de mi familia MOTTA Y LOPEZ porque también fueron
participes para que yo lograra alcanzar este sueño. Gracias.
Finalmente expresar mis sinceros agradecimientos a mi compañera de vida, de estudio y amiga
Verónica Amézquita, por todo el esfuerzo, apoyo, paciencia, lucha y entrega en cada uno de los
retos que nos enfrentamos en el transcurso de la carrera y que hoy recibimos con alegría el logro
de poder graduarnos. Porque un día lo soñamos, durante mucho tiempo lo construimos y hoy lo
hemos hecho realidad.
Daniel Fernando Motta López
6
Agradecimientos
Principalmente a Dios por que ha sido la luz que nos ha guiado en cada uno de los pasos y
decisiones que hemos elegido, brindándonos infinidad de oportunidades a lo largo de nuestra vida
y aliento en los momentos difíciles. Enseñándonos día a día a comprender la vida, amando cada
uno de los instantes y situaciones que se nos presenta, pues cada uno de ellos tiene un sentido para
fortalecernos y probar nuestra confianza en él.
A nuestras familias, y especialmente a nuestros padres por cada uno de los sacrificios que han
hecho para brindarnos una excelente educación y formación como personas. Ellos han sido nuestra
motivación en cada uno de los momentos de nuestra vida universitaria, porque gracias a sus
esfuerzos hemos logrado nuestras metas y sueños; además de encaminar nuestras vidas para tener
presente en nuestro ser que lo más importante es servirles a los demás, tal como Dios nos enseñó.
A nuestro director de tesis, Jesús Torres por su apoyo a lo largo del proceso de construcción del
proyecto.
A todos los profesores de la universidad que durante nuestra carrera nos orientaron en nuestra
formación, especialmente al Ingeniero Oscar Contento, Julio Cesar Ramírez, y Leonardo Calle,
por su asesoría en los diversos espacios académicos.
Finalmente, a Mario Espitia dueño y encargado del cultivo por permitirnos realizar nuestro
proyecto de grado en la hacienda Kalá y suministrarnos información importante para la elaboración
del documento.
7
TABLA DE CONTENIDO Resumen ..................................................................................................................................................... 11
Abstract ....................................................................................................................................................... 12
1. Introducción ............................................................................................................................................ 13
2. Antecedentes .......................................................................................................................................... 14
3. Descripción y formulación del problema ................................................................................................ 18
3.1 Descripción del problema ................................................................................................................. 18
3.2 Formulación del problema ................................................................................................................ 18
4. Objetivos ................................................................................................................................................. 18
4.1 General ............................................................................................................................................. 18
4.2 Específicos ......................................................................................................................................... 19
5. Marco conceptual ................................................................................................................................... 19
6. Marco legal.............................................................................................................................................. 20
Fuente: Autores .......................................................................................................................................... 23
7. Marco teórico .......................................................................................................................................... 23
7.1 Huella hídrica .................................................................................................................................... 23
7.1.1 Huella hídrica verde ................................................................................................................... 24
7.1.2 Huella hídrica azul .......................................................................................................................... 24
7.1.3 Huella hídrica gris ....................................................................................................................... 24
7.2 Variables importantes para el cálculo de los componentes de la huella hídrica total del cultivo de
papa R12. ................................................................................................................................................ 25
7.2.1 Huella hídrica azul ...................................................................................................................... 25
Fuente: Autores .......................................................................................................................................... 25
7.2.2 Huella hídrica verde ................................................................................................................... 26
Fuente: Autores .......................................................................................................................................... 26
7.2.3 Huella hídrica gris ....................................................................................................................... 26
Fuente: Autores .......................................................................................................................................... 27
7.3 Modelo Cropwat 8.0 ......................................................................................................................... 27
7.3.1 Información climatológica ......................................................................................................... 27
7.3.2 Información del suelo ................................................................................................................ 29
7.3.3 Datos Característicos del cultivo ................................................................................................ 30
7.3.4 Riego por aspersión ................................................................................................................... 33
8
8. Metodología ............................................................................................................................................ 34
9. Generalidades del cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá................................................................... 37
9.1 Ubicación del área de estudio ........................................................................................................... 37
9.1.1 Sitio de estudio .......................................................................................................................... 37
9.2. Requerimientos del cultivo de papa .................................................................................................... 38
9.2.1 Requerimientos Nutricionales ................................................................................................... 38
9.2.2 Requerimientos de riego ............................................................................................................ 40
9.2.3 Requerimiento edáfico .............................................................................................................. 40
10. Etapas y procesos del crecimiento de la papa R12 .............................................................................. 41
11. Diagnóstico actual del consumo de agua en el cultivo ......................................................................... 46
11.1 Distribución de agua desde el reservorio hasta la zona de cultivo ................................................ 46
11.2 Sistema de riego por aspersión y consumo de agua en el cultivo .................................................. 47
11.3. Productos químicos empleados en el proceso productivo ............................................................ 48
12. Cuantificación de la huella hídrica del cultivo de papa R12 de la finca Kalá mediante la modelación en
el programa Cropwat ................................................................................................................................. 48
12.1 Estimación de la huella hídrica ....................................................................................................... 48
12.2 Cuantificación huella hídrica azul ................................................................................................... 49
12.3 Cuantificación huella hídrica verde ................................................................................................. 50
12.3.1 Precipitación efectiva ............................................................................................................... 50
12.4 Cuantificación huella hídrica gris .................................................................................................... 51
12.5 Huella hídrica total ......................................................................................................................... 53
13. Análisis de resultados ........................................................................................................................... 54
13.1 Huella hídrica azul ........................................................................................................................... 55
13.2 Huella hídrica verde ........................................................................................................................ 55
13.3 Huella hídrica gris ............................................................................................................................ 57
14. Formulación de alternativas ................................................................................................................. 59
15. Conclusiones ......................................................................................................................................... 61
16. Recomendaciones ................................................................................................................................. 62
Referencias .................................................................................................................................................. 63
Anexo 1: memoria de cálculo huella hídrica azul y verde .......................................................................... 66
Anexo 2: caracterización textural del suelo ................................................................................................ 68
Anexo 3: memoria de cálculo huella gris .................................................................................................... 72
9
Anexo 5 registro fotográfico ....................................................................................................................... 74
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Variables huella hídrica azul ......................................................................................................... 25
Tabla 2.Variables huella hídrica verde ........................................................................................................ 26
Tabla 3. Variables huella hídrica gris .......................................................................................................... 26
Tabla 4. Valores promedios mensuales de temperatura máxima y mínima, humedad relativa (%) y
velocidad del viento. municipio El Rosal-Año 2014 .................................................................................... 28
Tabla 5. Precipitación total mensual (mm) municipio el Rosal-año 2014 .................................................. 28
Tabla 6. Valores promedios mensuales de insolación (h), municipio El Rosal-Año 2014 .......................... 29
Tabla 7. Duración en días de cada etapa de crecimiento para el cultivo de papa R12 .............................. 31
Tabla 8. Valores del coeficiente único (promedio temporal) del cultivo, Kc y alturas medias máximas de
las plantas ................................................................................................................................................... 31
Tabla 9. Rendimiento del cultivo de papa R12 ........................................................................................... 32
Tabla 10. Requerimientos nutricionales para el cultivo de papa .............................................................. 40
Tabla 11. Enfermedades, plagas e insectos que atacan al cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá ......... 43
Tabla 12. Productos químicos aplicados .................................................................................................... 48
Tabla 13.Tasa de aplicación de los elementos del fertilizante 10-20-20 ................................................... 52
Tabla 14. Registros de precipitación y precipitación efectiva 2014 ........................................................... 56
Tabla 15. Resistencia de la muestra vs clasificación textural ..................................................................... 70
TABLA DE ECUACIONES
Ecuación 1 Ecuación de caudal ................................................................................................................... 47
Ecuación 2 Volumen de riego ..................................................................................................................... 48
Ecuación 3 Cálculo huella hídrica azul ........................................................................................................ 49
Ecuación 4 Cálculo huella hídrica verde ...................................................................................................... 50
Ecuación 5 Cálculo de la Huella Hídrica gris ................................................................................................ 51
TABLA DE IMAGENES
Imagen 1 Ubicación espacial del cultivo de papa R12 ................................................................................ 38
Imagen 2 Limpieza y arado del terreno ...................................................................................................... 41
Imagen 3 A) Recolección de la cosecha B) Amarillamiento de la parte aérea de la planta. ....................... 45
Imagen 4 Motobomba IHN 100/400 y reservorio ...................................................................................... 46
Imagen 5 Procedimiento de muestreo de suelo ......................................................................................... 68
Imagen 6. Recolección de muestra ............................................................................................................. 68
Imagen 7 Resultado de la cohesión de Bola ............................................................................................. 69
Imagen 8 Desmenuzamiento dela muestra .................................................................................................. 70
10
TABLA DE GRÁFICOS
Grafico 1 % Huella hídrica total .................................................................................................................. 53
Grafico 2 Valores de Temperatura máxima y mínima ................................................................................ 54
Gráfico 3 Registros de precipitación y precipitación efectiva..................................................................... 56
Gráfico 4 Contraste HH en la producción de papa en Argentina vs HH en el Rosal .................................. 58
TABLA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Partes básicas de un equipo de riego por aspersión ............................................................ 34
Ilustración 2. Metodología para la evaluación de la huella hídrica en el cultivo de papa R12 ................... 35
Ilustración 3 Etapas de desarrollo de la papa R12 ...................................................................................... 42
Ilustración 4. Sistema de Riego por goteo sectorizado ............................................................................... 60
11
Resumen
El presente estudio aborda la temática del cálculo de la huella hídrica en la producción agrícola,
específicamente en un cultivo de papa R12 (Diacol capiro), ubicado en el municipio de El Rosal
Cundinamarca. Para ello se empleó una metodología por fases, la cual comprende de 4 fases;
diagnóstico del estado actual del uso del agua en el cultivo, cuantificación de la huella hídrica,
análisis de resultados y formulación de alternativas. En la fase de diagnóstico se recopilo
información que permitió el desarrollo del proceso de cálculo de la huella hídrica, además de ello
se utilizó como herramienta información climatológica de la estación de El Rosal y el programa
Cropwat 8.0 para el desarrollo de la fase 3 y 4.
Una vez realizados los respectivos cálculos se obtuvo que el valor de la huella hídrica total para la
producción de papa R12 del periodo comprendido entre Julio a Noviembre del 2014 fue de 400.42
m3/ton. Siendo el componente gris el que tuvo el mayor impacto sobre la huella hídrica total con
un valor de 190.99 m3/ton, seguido del componente verde y el azul, con valores de 176.63 m3/ton
y 32.80 m3/ton respectivamente.
Con los datos obtenidos y mencionados anteriormente se hizo una comparación con el estudio
“Analysis of water footprint of potato production in the pampean region of Argentina”, en donde
se encontró la similitud de los valores del componente gris y verde. Se debe resaltar que en ambos
estudios el valor del componente gris de la huella está asociado con el alto requerimiento
nutricional de la planta de papa, lo cual está generando un volumen de agua significativo para
asimilarla carga contaminante generada por el uso de fertilizantes.
Palabras clave: Papa R12, huella hídrica y fertilizante.
12
Abstract
This study´s aim is calculating the water footprint in agricultural production, specifically in a
potato crop R12 (Diacol Capiro) located in the town of El Rosal Cundinamarca. For this phased
methodology used, which comprises 4 phases; diagnosis of the current state of water use in
farming, water footprint quantification, analysis of results and formulation of alternatives. In the
diagnostic phase information that allowed the development of the process of calculating the water
footprint, it also was used as a tool of weather information station and the El Rosal 8.0 CROPWAT
program for the development of Phase 3 and 4 are compiled.
Once the respective calculations was obtained that the value of the total water footprint for potato
production R12 of the period between July to November 2014 was 400.42 m3 / ton. As the gray
component that had the greatest impact on the overall water footprint with a value of 190.99 m3/
ton, followed by green and blue component , with values of 176.63 m3 / t and 32.80 m3 / t
respectively.
With the data obtained and above a comparison was made with the “Analysis of water footprint of
potato production in the pampean region of Argentina “study, where the similarity of the values
of gray and green component was found. It should be noted that in both studies the value of the
gray component footprint is associated with high nutritional requirement of the potato plant, which
is generating a significant volume of water to assimilate pollution load generated by the use of
fertilizers
Keywords: R12 potatoe, water footprint and fertilizer
13
1. Introducción
La agricultura es considerada una de las actividades principales en la economía de los países en
desarrollo (Fao). Sin embargo, es un eje central a nivel mundial, a causa de la fuerte dependencia
que existe entre la producción de alimentos vs la necesidad alimentaria de los seres humanos para
su subsistencia. Es por ello, que es un proceso esencial no solo de carácter económico sino que
también encierra el ámbito social y cultural. A nivel social, las familias campesinas son el cimiento
del sector agrícola, permitiendo que su labor de trabajar la tierra beneficie a millones de personas,
así mismo los beneficiarios de este arduo trabajo son las distintas familias que conforman las
sociedades, y que día a día satisfacen su necesidad de alimento. Culturalmente, hablando la
gastronomía que se presenta en cada una de las sociedades y/o países marcan la identidad de los
habitantes, pues a partir de lo que su entorno les brinda, se forja diversas manifestaciones culturales
entre ellos la danza y festividades alusivas a los productos alimenticios que la tierra les brinda.
El agua en la agricultura es como la agricultura para la humanidad, sin agua no existiría producción
de alimentos y probablemente no se supliría fácilmente la necesidad alimentaria. Además de ello,
la actividad agrícola es la que mayor volumen de agua consume (Heraldo.co, 2015). Como
reafirma las Naciones Unidas, al expresar que la actividad del riego representa el 70% de las
extracciones de este recurso. El panorama en Colombia según el documento sobre el Estudio
nacional del agua 2014 publicado por el IDEAM, muestra que la demanda hídrica nacional es de
35.987 millones de m³, de los cuales, el sector agrícola demanda 16.760,33 millones de m³
equivalentes al 46,6% del total del volumen de agua que se utiliza en el país, siendo este el sector
con mayor demanda. Este volumen de agua es destinado y distribuido para el sostenimiento de los
diversos cultivos que se desarrollan a lo largo del país. Además en términos de huella hídrica total,
la producción de papa como cultivo transitorio es uno de los que mayor valor obtiene (627 Millones
de m³). Siendo este uno de los productos que tiene gran acogida en la dieta diaria de los
colombianos, Según el presidente de FEDEPAPA, Agusto del Valle, el consumo per cápita de este
producto es de 62 Kilos, siendo uno de los alimentos más consumidos en el país. (Valle, 2006)
Su producción se concentra en cuatro regiones principales; Cundinamarca, Boyacá, Antioquia y
Nariño. Siendo Cundinamarca la región que tuvo mayor participación en la producción nacional
14
de la papa en el año 2009 (Superintendencia de industria y comercio) con 37,4%, seguida de
Boyacá con 26,26%, Nariño 17,3% y Antioquia 6,53%.
Considerado que Cundinamarca encabeza la lista de productores de papa, se procedió a realizar
el presente proyecto, cuyo enfoque principal es la evaluación del consumo de agua que se requiere
en la producción de papa R12, en un cultivo ubicado en el Rosal municipio perteneciente a la
jurisdicción de este departamento. Siendo este una base para emprender futuros estudios que
permitan darle una mirada distinta a procesos de gestión del recurso destinado para el riego y que
las alternativas resultado del proceso de construcción de este proyecto contribuyan a mejorar el
uso del agua del cultivo objeto de estudio.
2. Antecedentes
Al realizar la búsqueda de información sobre la temática de huella hídrica en sistemas de
producción agrícola, se recopiló estudios a nivel internacional y nacional, los cuales desarrollan
información relevante que permiten contextualizar el presente proyecto, con el fin de estructurarlo
a partir de los resultados obtenidos de dichos estudios.
A nivel internacional, se destaca un reporte realizado en China llamado “China Ecological
Footprint Report 2012” el cual muestra que aproximadamente el 60% de la huella hídrica gris (ver
definición en marco conceptual) reportada en este país está asociada a actividades agrícolas, lo
cual indica el fuerte impacto que ocasiona la agricultura en la contaminación y calidad de las
aguas. Para ello los autores (WWF CHINA, 2012) representan mediante un diagrama de torta los
porcentajes de huella hídrica en sus tres componentes (verde, azul y gris) con valores del 45%,
29% y 26% respectivamente, y la influencia de actividades como industria, hogares y agricultura,
esto con el fin de hacer una comparación y establecer que componente era el más influyente en el
valor de la huella hídrica total de China, que en el 2009 tenía un valor aproximado de 1,12 trillones
de m3 .
Otro de los estudios internacionales consultados se desarrolla en España, exactamente en
cercanías al Parque Nacional de Doñana. En el estudio denominado “Linking water footprint
accounting with irrigation management in high value crops” los autores (Morillo, Rodriguez,
15
Camacho, & Montesinos , 2014) plantean la evaluación conjunta de los indicadores de huella
hídrica de los cultivos y de gestión del riego como una herramienta para identificar los puntos
críticos de los sistemas agrícolas. Para ello seleccionaron 22 granjas de fresas comerciales durante
las temporadas de 2010/ 2011 y 2011/2012. La cual constituye casi el 8% de la superficie total de
cultivo de fresa en la región con 500 ha, siendo el total de 6400 ha. Una vez realizado todo el
proceso de seguimiento y evaluación en las dos temporadas seleccionadas se encontró que el WFA
más frecuente azul valor fue de 90 m 3 / t, con valores medios de 113 m 3 / t 2010/2011 y 101 m 3 /
t en 2011/2012, mientras que los WF C valores como sugiere Hoekstra (2003) fueron de 80 y 60
m 3 / t para ambas estaciones. Adicionalmente se obtuvo que los valores más frecuentes de volumen
total de agua aplicada para los cultivos (CWA azul) de los predios de la muestra fue de 6200 m 3 /
ha y 6500 m 3 / ha para las temporadas 2010/2011 y 2011/2012, respectivamente.
Los autores concluyen que los cultivos de las fresas ubicados alrededor del Parque Nacional
Doñana, utilizan el agua para el riego de manera eficiente. Sin embargo, proponen que se cambie
el sistema de riego a uno de precisión teniendo en cuenta que reduciría la extracción de agua de
los acuíferos que se utilizaban con el sistema de goteo que empleaban los cultivadores de fresa del
área de estudio.
El estudio denominado “Analysis of water footprint of potato production in the pampean region
of Argentina” tiene como objetivo evaluar la huella hídrica de la producción de papa en Tandil,
ubicado al sureste de Buenos Aires Argentina. El área de estudio es de 4300 ha y este se realiza
en la temporada de octubre del 2011 a febrero del 2012. De este modo, expresan los autores
(Rodriguez, Ruiz de Galaterra, & Kruse, 2014) que para el desarrollo del estudio, el agua empleada
para el riego de cultivos es extraída de pozos profundos, cuyos valores de extracción oscila de 80
a 120 m3 /hora y adicionalmente que el sistema de riego es por aspersión; por lo cual se emplean
aspersores que trabajan entre 18 a 24 horas por día y se recalca la aplicación de fertilizantes para
la actividad productiva, donde se destaca la urea como el fertilizante más utilizado.
Los resultados obtenidos después de la realización del estudio muestra que el valor de la huella
hídrica fue igual a WF= 323.99 m 3 / t; Siendo el valor del componente azul, 78.25 m 3 / t, verde
104.44 m 3 / t y gris 141.30 m 3 / t. Estos resultados muestran el alto impacto del componente gris
sobre la huella hídrica en la producción de papa, por lo cual explican los autores que es necesario
implementar nuevas alternativas para el manejo de fertilizantes. Por ende, los autores dicen que
16
los agricultores necesitan conocer a mayor profundidad las características de los suelos donde están
cultivando y de igual manera los requerimientos nutricionales del cultivo, con el fin de ser más
certeros en la cantidad de fertilizante a aplicar y de esta manera minimizar el impacto que se está
generando.
Por otro lado, en Colombia se han realizado diferentes estudios acerca de la Huella hídrica en la
agricultura, de los cuales se destacan dos. El primero de ellos, denominado” Una mirada a la
agricultura de Colombia desde su huella hídrica”. En este estudio, su autor Diego Alvarado
desarrolla a lo largo del contenido los conceptos generales que abordan la temática de huella
hídrica. Adicionalmente, muestra el comportamiento de la huella hídrica total a través de una
distribución porcentual en el sector agrícola por productos en Colombia, en el cual se ve plasmado
mediante el análisis detallado de los cuales se destacan productos con un alto consumo de agua de
riego como el arroz (12%), maíz (13%) y caña de azúcar (11%), en el caso específico de la papa
el consumo de agua de riego es del 3%.
El segundo de ellos es una tesis elaborada por las estudiantes Ángela Forero y Erika Pastor de la
Universidad de la Salle, denominada “Aproximación a la huella hídrica del cultivo de café en el
municipio de Anolaima y determinación de la presión generada por la demanda hídrica y descarga
de aguas mieles”. Las autoras tienen como objetivo principal estimar el valor de la huella hídrica
de la producción de café por los tres componentes (azul, verde y gris). Después del proceso de
investigación obtienen un valor de huella hídrica total de 7850.5m3/ton para la finca la unión y
10917 m3/ Ton del municipio de Anolaima.
Además de las investigaciones señaladas sobre la huella hídrica en la agricultura Colombiana,
recientemente el IDEAM publico el ENA (Estudio Nacional del agua 2014), el cual tuvo como
propósito principal estudiar el agua en sus múltiples dimensiones; no obstante, su énfasis está
dirigido al conocimiento sobre sus usos y la intervención humana sobre el ciclo hidrológico,
mostrando así la serie de impactos y repercusiones que se están ocasionado sobre este recurso.
Adicionalmente, el estudio hace un llamado a la sociedad y a los sectores productivos que
componen la economía nacional para que busquen, apliquen, modifiquen estrategias y
actividades, de tal forma que el agua sea cuidada como un componente esencial del desarrollo
17
sostenible (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM, 2015)
El ENA 2014 consta de nueve capítulos donde se plasman lineamientos conceptuales y
metodológicos; la estrategia definida para generar un modelo hidrológico de análisis integral que
dé cuenta de los indicadores hídricos, las vulnerabilidades del agua frente a presiones, afectaciones
y variabilidad climática, y las proyecciones de la demanda. Los capítulos 4 y 5 integran temas de
demanda de agua y huella hídrica en Colombia basado en diferentes sectores, allí se da a conocer
las apropiaciones humanas de dicho recurso contenido en el suelo (huella verde) y de las fuentes
superficiales (huella azul), permitiendo identificar la competencia de los recursos hídricos con la
demanda de agua por los diferentes sectores.
Como resultados relevantes en este estudio, se destacan dos aspectos; el primero de ellos la
demanda hídrica nacional que según el estudio mencionado es de 35987 millones de m³, de los
cuales, el sector agrícola demanda 16760.33 millones de m³ equivalentes al 46,6% del total del
volumen de agua que se utiliza en el país, siendo este el sector con mayor demanda; y el segundo
la huella hídrica, que para cultivos transitorios, resulta ser el de papa el segundo cultivo con mayor
valor reportado de huella hídrica azul con 111.70 Millones de m³ y el quinto con huella hídrica
verde con un valor de 515.30 Millones de m³. El documento del ENA 2014 excluye el cálculo y
análisis de resultados de la huella hídrica gris debido a la limitación de información sobre calidad
del agua a nivel nacional.
El presente proyecto se desarrolla debido a los escasos estudios sobre huella hídrica en el cultivo
de papa. Por ello, y considerando la importancia de la producción de ese cultivo en diferentes
regiones del país y la significancia de este producto en la dieta diaria de los colombianos se decide
desarrollar este estudio. Su finalidad está enfocada a determinar el volumen de agua que se está
empleando para su producción y si se ajusta el volumen obtenido a los requerimientos hídricos
propios del cultivo.
18
3. Descripción y formulación del problema
3.1 Descripción del problema
El municipio de Cundinamarca se destaca por ser uno de los principales centros de producción de
papa a nivel nacional, sin embargo, una gran parte de productores de esta región sobre todo de la
zona Subachoque- La Pradera - El Rosal, se caracterizan por ser pequeños productores.
Generalmente, al ser agricultores de esta categoría, en sus cultivos no llevan seguimiento acerca
del consumo de agua que suministran para el desarrollo de la producción. Debido a que realizan
las actividades agrícolas por tradición y legado de sus antepasados, es decir, por las enseñanzas
que sus padres les dieron para aprender a conocer las características de los cultivos y de esta forma
desempeñar su labor de cultivar la tierra.
El cultivo de papa de la hacienda Kalá se encuentra en esta categoría. Por lo cual, es desconocido
el volumen de consumo de agua que se le está proporcionando al cultivo, evitando así conocer si
el riego aplicado cumple con los requerimientos hídricos exigidos por la planta de papa o si por el
contrario son insuficientes y está creando estrés hídrico a las plantas que constituyen el cultivo.
Siendo esta una variable que afecta notoriamente el rendimiento de producción.
3.2 Formulación del problema
¿Cuál será el valor de la huella hídrica del cultivo de papa R12 de la hacienda Kalá para la
producción de Julio a noviembre del 2014?
4. Objetivos
4.1 General
Evaluar la huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12 ubicado en la
hacienda Kalá en el municipio del Rosal Cundinamarca.
19
4.2 Específicos
Diagnosticar el estado actual de consumo de agua usada para la producción de papa en el
cultivo seleccionado.
Establecer el valor de la huella hídrica azul, verde y gris resultado del proceso de
producción del cultivo de papa objeto de estudio
Formular alternativas que mejoren el uso del agua empleada para el riego del cultivo de
papa
5. Marco conceptual
Huella Hídrica Azul: Es el volumen de agua dulce extraído de una fuente superficial o
subterránea, que responde a un déficit en la disponibilidad de agua procedente de la lluvia.
(Arevalo, 2012)
Huella Hídrica verde: Es el volumen de agua lluvia que se consume por la vegetación y no se
convierte en escorrentía. Esta agua se almacena en los estratos superficiales del terreno
satisfaciendo la demanda natural de la vegetación y los cultivos. (Arevalo, 2012)
Huella Hídrica gris: Es el volumen de agua contaminada que se relaciona con la producción de
bienes y servicios. Este volumen se suele estimar como la cantidad de agua que es necesaria para
diluir los contaminantes de forma que se mantengan o superen los niveles de calidad del agua, de
acuerdo a los requisitos legales vigentes.
Riego por aspersión: Se adapta mejor a aquellos cultivos que ocupan toda el área del terreno o
que poseen espaciamiento pequeño, cuyos sistemas radiculares ocupan todo el volumen de suelo
sembrado. (Fao)
Cropwat 8.0: Es un programa informático para el cálculo de los requerimientos de agua de los
cultivos y las necesidades de riego dependiendo del suelo, del clima y de los cultivos. Además, el
20
programa permite el desarrollo de programas de riego para diferentes condiciones de manejo y el
cálculo de esquemas del suministro de agua variando los patrones de cultivo (Fao, 2013)
Papa R12: Tipo de papa denominado científicamente Diacol Capiro y comúnmente denominada
R12. Es la principal variedad para procesamiento en Colombia, tanto en hojuela como en bastón.
(Universidad Nacional de Colombia)
6. Marco legal
Conforme a la dimensión de desarrollo y magnitud del proyecto planteados a través de los
objetivos, problemática y justificación del mismo, se presenta a continuación el marco normativo
aplicable. Para ello se abarcará todas las temáticas relacionadas con la ejecución de la
investigación y estas están asociadas con algunos artículos o capítulos de las Leyes, decretos,
resoluciones entre otros documentos pertinentes a la temática que rigen la normatividad
colombiana.
NORMATIVIDAD APLICABLE
TIPO DE NORMA No. ARTICULOS Y DESCRIPCIÓN DE LA
APLICABILIDAD
CONSTITUCIÓN
POLÍTICA DE
COLOMBIA
1991
Art.80 El Estado planificará el manejo y
aprovechamiento de los recursos naturales,
para garantizar su desarrollo sostenible, su
conservación, restauración o sustitución.
21
LEY
99 DEL 1993
Art.10,11,24 Y 29: Prevención y control de
contaminación de las aguas
Art.42 Establece que la utilización directa o
indirecta de los recursos como lo son la
atmosfera, suelo y agua para arrojar,
introducir desechos, desperdicios de origen
agrícola, minera, industrial de aguas negras o
servidas de cualquier origen ya sea de humos,
vapores, sustancias tóxicas de origen
antropogénico quedarán sujetas a tasas
retributivas por la consecuencia nociva de
dichas Actividades.
373
DE
1997
Uso eficiente y Ahorro del agua
DECRETO
79
DE
1986
Conservación y protección del recurso agua
1541
DE
1978
Art 28 El derecho al uso de las aguas y de
los cauces
Art. 104- 106.Ocupación de cauces y
permiso de ocupación de cauces
Art. 211-219 Control de vertimientos
Art. 225 Vertimiento por uso agrícola
Art. 231 Reglamentación de vertimientos
1594
DE
1984
Art. 22- 23 Ordenamiento del recurso agua
Art. 29 Usos del agua
Art. 37- 50 Criterios de calidad del agua
Art. 60-71 Vertimientos de residuos líquidos
22
Art. 22- 23 Normas de vertimientos
2811
DE
1974
Art. 77 a 78 Clasificación de aguas.
Art. 80 a 85: Dominio de las aguas y cauces.
Art. 86 a 89: Derecho a uso del agua.
Art.134 a 138: Prevención y control de
contaminación.
Art. 149: aguas subterráneas.
Art.155: Administración de aguas y cauces.
3930
DE
2010
Por el cual se reglamenta parcialmente el
Título I de la Ley 9ª de 1979, así como el
Capítulo II del Título VI -Parte III -Libro II
del Decreto-ley 2811 de 1974 en cuanto a
usos del agua y residuos líquidos y se dictan
otras disposiciones.
Modificado parcialmente por el decreto 4728
de 2010.
Art.13 Uso agrícola
Art.40 Control de contaminación por
agroquímicos.
RESOLUCIÓN
0865
DE
2004
Por la cual se adopta la metodología para el
cálculo del índice de escasez para aguas
superficiales a que se refiere el Decreto 155
de 2004 y se adoptan otras disposiciones
3. Cálculo de la oferta hídrica
3.3 Relación lluvia- Escorrentía
631 de 2015
Por la cual se establecen los parámetros y los
valores máximos permisibles en los
vertimientos puntuales a cuerpos de aguas
superficiales y a los sistemas de
alcantarillado público y se dictan otras
disposiciones.
23
Fuente: Autores
7. Marco teórico
A continuación se encontrará información requerida y relacionada con la huella hídrica para el
cultivo de papa R12, específicamente en la finca Kalá, municipio de El Rosal Cundinamarca.
7.1 Huella hídrica
La huella hídrica es el cálculo del volumen de agua utilizada a lo largo de la cadena de producción.
Es un indicador multidimensional, que muestra los volúmenes de consumo de agua por fuentes
superficiales y/o subterráneas, sumados al volumen de agua requerida para diluir los contaminantes
generados en la actividad productiva. (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010)
La huella hídrica total se conforma por la suma de sus tres componentes, los cuales son la huella
hídrica azul (irrigación), verde (precipitación) y Gris (Contaminada). Expresada así en la Ecuación
1.
Ecuación 1. Huella hídrica total
𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑎𝑧𝑢𝑙 + 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒 + 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑔𝑟𝑖𝑠[𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑎𝑠𝑎⁄ ]
Fuente: (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010)
Cada uno de los componentes de la huella hídrica total (azul, verde y gris) se expresan por
unidad de producto, a saber, en volumen de agua por unidad de masa. (Hoekstra , Chapagain,
Aldaya, & Mekonnen, 2010). Por lo general, la huella hídrica en la agricultura se expresa como
ACUERDO 043 De 2006
Por el cual se establecen los objetivos de
calidad del agua para la cuenca del río Bogotá
a lograr en el año 2020.
POLÍTICAS
PUBLICAS
CONPES
1750 DE
1995
Políticas de manejo de las aguas
24
m3/ton, lo que equivale a un litro/kg.
7.1.1 Huella hídrica verde
Hace referencia al volumen de agua proveniente de la precipitación que no se pierde por
escorrentía superficial o se suma a las aguas subterráneas, pero que se mantiene en la superficie y
es aprovechada por la vegetación; es decir es el volumen de agua de lluvia consumida durante un
proceso de producción. (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010). La anterior
definición se le conoce también como precipitación efectiva, variable fundamental para el cálculo
de la huella hídrica verde.
7.1.2 Huella hídrica azul
Es un indicador de uso consuntivo de agua llamada azul, es decir, el volumen de agua asociado a
una extracción de fuente superficial o subterránea para satisfacer la demanda originada en un
proceso.”Uso consuntivo del agua“, se refiere al agua que se evapora y que se incorpora al producto
(Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010).
7.1.3 Huella hídrica gris
Hace referencia al agua residual generada a través de la cadena de producción del cultivo. Se define
como el volumen de agua necesario para asimilar la carga contaminante por parte de un cuerpo
receptor, (San Luis Agua S.E & Ministerio del campo, Gobierno de la provincia de San Luis, 2014)
hasta el punto que cumpla con la normatividad de calidad de agua vigente.
25
7.2 Variables importantes para el cálculo de los componentes de la huella hídrica total del
cultivo de papa R12.
7.2.1 Huella hídrica azul
Tabla 1. Variables huella hídrica azul
Requerimientos de riego del cultivo
(CWU riego)
Volumen de agua que requieren los cultivos
tomando una base de cálculo de un año
proveniente de riego. (CWU riego). Cuando la
lluvia no cumple con el requisito de agua de los
cultivos, ésta es suplida por el agua de riego.
(San Luis Agua S.E & Ministerio del campo,
Gobierno de la provincia de San Luis, 2014) Para determinar la cantidad de agua que necesita
cada cultivo anualmente proveniente de riego
(CWU riego), se deben restar los requerimientos
hídricos de los cultivos con el valor de la
precipitación efectiva. (Barros, 2012)
Requerimiento hídrico del cultivo (CWU) Definido como el inverso a la evapotranspiración
del cultivo, es decir, la cantidad de agua que debe
suministrarse a la planta para compensar las
pérdidas de agua provocadas por la
evapotranspiración con el fin de lograr un
adecuado crecimiento y desarrollo. En términos
numéricos es equivalente a la evapotranspiración
del
cultivo (ETc). (Barros, 2012)
El requerimiento hídrico del cultivo se estima a
partir de datos climáticos (temperatura,
velocidad del viento, etc.) y las características de
los cultivos. Para estimar las necesidades
hídricas de los cultivos se empleó el modelo
CROPWAT de la FAO. (San Luis Agua S.E &
Ministerio del campo, Gobierno de la provincia
de San Luis, 2014)
Evapotranspiración potencial o de
referencia (ETo)
La FAO la define como la suma de las pérdidas
de agua por transpiración de la planta con
aquellas producidas por el proceso de
evaporación del suelo de una superficie
cultivada. (Barros, 2012)
Fuente: Autores
26
7.2.2 Huella hídrica verde
Tabla 2.Variables huella hídrica verde
Precipitación efectiva (P.ef)
La precipitación efectiva se define como la
cantidad total de agua precipitada que no se
pierde a través de escorrentía superficial ni por
percolación profunda, es decir queda retenida por
el suelo permaneciendo disponible para el
aprovechamiento de la planta (FAO, 2010b).
Fuente: Autores
7.2.3 Huella hídrica gris
Tabla 3. Variables huella hídrica gris
Aplicación de productos químicos
(Fertilizantes, pesticidas e insecticidas)
Es el cálculo de la cantidad de fertilizantes
utilizados en el proceso productivo del cultivo,
teniendo en cuenta la frecuencia de aplicación y
su composición química, información obtenida a
través de datos locales.
Fracción de lixiviación Corresponde al porcentaje de las sustancias
químicas aplicadas a los cultivos que se infiltran
y percolan hasta llegar a los cuerpos de agua
dulce. (Barros, 2012)
Debido a la falta de datos específicos en cada
cultivo sobre el porcentaje del químico aplicado
que lixivia hasta alcanzar agua dulce, se asumirá
el 10% para todos los fertilizantes, valor
utilizado por Hoekstra and Chapagain (2008).
Esto teniendo en cuenta que cada fertilizante
posee una movilidad diferente dentro del suelo,
la cual se ve influenciada por condiciones
ambientales y de manejo. (Barros, 2012)
Concentración natural de contaminantes Hace referencia a los niveles de contaminantes
presentes de manera natural en los cuerpos
receptores de agua. (Barros, 2012)
Concentración legal de contaminantes Corresponde a los niveles máximos permitidos
de concentración de contaminantes que la ley
colombiana establece y que pueden estar
presentes en los cuerpos de agua. (Barros, 2012)
Teniendo en cuenta lo anterior, se tomara como
base el acuerdo 43 DE 2006 de la CAR, en la cual
establece las concentraciones permitidas en los
27
cuerpos hídricos. Se destaca que la resolución
631 de 2015 no se tomó como base para el
cálculo de la huella hídrica gris debido a que para
el sector agroindustria no especifica los valores
máximos permisibles de Nitrógeno y Fósforo
para el procesamiento de tubérculos.
Fuente: Autores
7.3 Modelo Cropwat 8.0
Es un programa informático creado por la FAO en el año 2010, que utiliza el método Penman-
Monteith como herramienta principal para determinar la evapotranspiración del cultivo en estudio
(ET), las necesidades hídricas y las necesidades de riego del mismo, en base a datos
climatológicos, del suelo, y del cultivo. (Builes, 2013)
CROPWAT 8.0 también se puede utilizar para evaluar las prácticas de riego de los agricultores y
para estimar el rendimiento de los cultivos, tanto en condiciones de secano y de regadío. (Fao,
2010)
7.3.1 Información climatológica
Los datos climatológicos que se utilizan para el manejo del programa CROPWAT 8.0 y que la
fórmula FAO Penman- Montheit requiere en promedios mensuales son en su orden la temperatura
máxima y mínima, humedad relativa (%), velocidad del viento (m/s) e insolación (h). En cuanto a
la precipitación se tomaron los valores totales mensuales de precipitación (mm); estos datos a
excepción del parámetro de insolación (IDEAM), fueron suministrados por la estación
meteorológica “El Rosal” de canal Clima ubicada en el municipio.
28
A continuación en la Tabla 4 se muestra los datos climatológicos utilizados.
Tabla 4. Valores promedios mensuales de temperatura máxima y mínima, humedad relativa (%) y velocidad del viento. municipio El Rosal-Año 2014
Mes Temperatura
máxima (°C)
Temperatura
mínima (°C)
Humedad
(%)
Velocidad
del viento
(Km/h)
Enero 21.3 3.4 86.27 1.96
Febrero 22.2 3.9 88.43 1.63
Marzo 22.2 4.2 88.14 2.29
Abril 21.8 3.3 88.55 1.62
Mayo 22.8 3.3 87.24 1.60
Junio 20.2 6.3 84.92 1.96
Julio 20.2 6.7 83.28 2.12
Agosto 20.2 0.8 84.11 2.05
Septiembre 20.1 4.9 85.23 1.45
Octubre 21 5.5 88.84 1.41
Noviembre 21.2 5.1 89.29 1.87
Diciembre 20.7 3.2 87.96 1.79
TOTAL 22.8 0.8 86.60 1.81
Fuente: CANAL CLIMA modificado por autores
Tabla 5. Precipitación total mensual (mm) municipio el Rosal-año 2014
Mes Precipitación(mm)
Enero 45.40
Febrero 77.60
Marzo 45.40
Abril 45.40
Mayo 61.6
Junio 32.4
Julio 44.0
Agosto 36.2
Septiembre 37.2
Octubre 223.4
Noviembre 83.0
Diciembre 35.6
Fuente: CANAL CLIMA modificado por autores
Los datos de insolación en horas, fueron tomados del mapa de brillo solar creado por el IDEAM,
el cual muestra mediante convenciones de colores, donde la variación va desde el blanco hasta el
29
rojo que indica una mayor intensidad, se ilustra una aproximación de promedios anuales diarios
del número de horas de sol, brillo solar, sobre el territorio colombiano. (Ideam)
Los valores promedios mensuales de insolación (h) para el municipio El Rosal, Cundinamarca,
para el año 2014, se muestran en la Tabla 6.
Tabla 6. Valores promedios mensuales de insolación (h), municipio El Rosal-Año 2014
Mes Insolación (h)
Enero 6
Febrero 6
Marzo 4
Abril 4
Mayo 4
Junio 4
Julio 4
Agosto 4
Septiembre 4
Octubre 4
Noviembre 5
Diciembre 7
Fuente: IDEAM modificado por autores
7.3.2 Información del suelo
Esta información nos permite identificar las características específicas del suelo en estudio,
permitiéndonos determinar la disponibilidad de agua para el desarrollo del cultivo de papa R12 y
otros factores relacionados con el suelo que pueda afectar la producción del mismo.
Humedad del suelo disponible total
Es la cantidad total de agua disponible para el cultivo, que depende de factores influyentes tales
como las propiedades del suelo, el clima, topografía y la cobertura del suelo.
Tasa máxima de infiltración de precipitación.
Cantidad máxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones, valor que es
variable en el tiempo en función de la humedad del suelo, el material que conforma al suelo, y la
mayor o menor compactación que tiene el mismo. (Heras , Springall, & Custodio)
30
Profundidad radicular máxima
Según la (Fao, 2010) define este parámetro como la profundidad máxima de las raíces que
determina la capacidad de los cultivos para aprovechar las reservas de agua presentes en el suelo.
Esta profundidad depende de las características genéticas de cada planta.
Según la información suministrada por el señor Mario Espitia, dueño y encargado del cultivo de
papa R12, la profundidad radicular máxima que alcanza el cultivo es de 60 cm.
Agotamiento inicial de humedad de suelo
Si el suelo se encuentra a capacidad de campo, el agotamiento es de 0 %; si el suelo está seco el
agotamiento es de 100%. (Trezza)
Humedad de suelo inicialmente disponible:
Volumen de agua inicialmente disponible en el suelo antes de realizarse el riego.
Los valores de humedad del suelo inicialmente disponible, agotamiento inicial de humedad de
suelo, tasa máxima de infiltración de precipitación y humedad del suelo disponible total, fueron
obtenidos a través de la base de datos de suelo del programa (Ver anexo 1. memoria de cálculo
huella hídrica azul), el cual se tomó como referencia un suelo Light, que quiere decir un suelo
ligero y que según (Leiton, 1983) clasifica a los suelos arenoso-franco (tipo de suelo presente en
el cultivo de papa R12) como suelos sueltos y ligeros.
7.3.3 Datos Característicos del cultivo
Con la finalidad de conocer los coeficientes hídricos propio del cultivo de papa R12 y poder hallar
así la huella hídrica azul, es necesario en primera medida conocer las siguientes características:
Fecha de siembra
Teniendo en cuenta este dato junto con la duración de las etapas de crecimiento del cultivo de
papa, le permite al modelo CROPWAT 8.0 poder calcular la fecha de cosecha del cultivo. (Fao,
2010). La fecha de siembra de nuestro cultivo fue el día 06 de julio del año 2014.
Etapas de crecimiento:
31
Según la (Fao, 2010), las etapas de crecimiento corresponden a la duración en días de las cuatro
etapas del ciclo de un cultivo; estas etapas son: inicial, desarrollo, mediados de temporada y
etapa final o de cosecha.
Los valores de duración en días de las etapas de crecimiento para el cultivo en estudio fueron
tomados de la publicación de la serie de FAO Riego y Drenaje 56, incluye duraciones generales
para las cuatro etapas de crecimiento de distintos cultivos, así como la duración total de la
temporada de crecimiento de cada cultivo, para distintos tipos de clima y diferentes localidades.
(Fao 2006). Los valores tomados de duración en días dé cada etapa de crecimiento del cultivo se
muestran en la Tabla 7.
Tabla 7. Duración en días de cada etapa de crecimiento para el cultivo de papa R12
ETAPA DE CRECIMIENTO PAPA R12
Inicial 25
Desarrollo 30
Medio 45
Final 30
TOTAL 130
Fuente: Estudio FAO riego y drenaje (Fao 2006)
Coeficiente del cultivo (Kc)
Este es un valor que depende del tipo de cultivo y su fase de desarrollo. Debido a las variaciones
en las características propias del cultivo durante las diferentes etapas de crecimiento, Kc cambia
desde la siembra hasta la cosecha. La Tabla 8 presenta, según Estudios FAO Riego y Drenaje 56,
en forma generalizada, valores típicos de Kc ini, Kc med y Kc fin correspondientes a distintos cultivos,
en nuestro caso tomamos como referencia el grupo de raíces y tubérculos que es donde pertenece
la papa R12. Corresponde a los siguientes datos:
Tabla 8. Valores del coeficiente único (promedio temporal) del cultivo, Kc y alturas medias máximas de las plantas
Cultivo Kc inicial Kc medio Kc final Altura máxima (m)
Raíces y tubérculos
0.5 1.15 0.75 0.60
FUENTE: (Fao 2006)
32
Factor de respuesta de la productividad (KY)
Establecido como el factor que indica como la productividad del cultivo va disminuyendo según
disminuye la ETc, esto como resultado a la falta de agua. Esta reducción relativa de la
productividad es más pequeña durante las etapas de desarrollo y maduración, aumentando en las
etapas de floración y formación del fruto (Barros, 2012).
Los valores de factor de respuesta de la productividad (Ky) fueron tomados a partir de la base de
datos del programa Cropwat 8.0, ya que no se tenía valores locales en el cultivo. (Ver Anexo
1. Memoria de cálculo huella hídrica azul.)
Fracción de agotamiento hídrico (p):
Corresponde a la fracción promedio del agua disponible total en el suelo (ADT) que puede ser
agotada de la zona radicular antes de que el cultivo presente estrés hídrico (Barros, 2012). Los
valores de factor de fracción de agotamiento hídrico en el cultivo (p), fueron tomados a partir de
la base de datos del programa Cropwat 8.0, ya que no se tenía valores locales en el cultivo. (Ver
Anexo 1. Memoria de cálculo huella hídrica azul.)
Rendimiento de los cultivos (y):
El rendimiento del cultivo, para fines de cálculo, fue considerado en toneladas cosechadas dividido
la superficie en metros cuadrados en que fue producido, (ton/m2). Los datos utilizados para el
cálculo del rendimiento del cultivo fueron suministrados por el señor Mario Espitia, dueño y
administrado del cultivo de papa, datos indagados en campo. El rendimiento del cultivo se muestra
en la Tabla 9.
Tabla 9. Rendimiento del cultivo de papa R12
Área del cultivo (Ha) 2.88
No. de bultos de papa producidos en el cultivo 2000 Peso en Kg de un bulto de papa 50 Rendimiento del cultivo (ton/m2) 3,475𝑥10−3
Fuente: Autores
33
Los cálculos para la determinación del rendimiento del cultivo de papa R12, se expresan a
continuación:
Primero se calculó el número de bultos de papa producidos por hectárea, tomando como base los
2000 bultos producidos en las 2.88 ha. Así:
2000 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠
2.88 ℎ𝑎=
695 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠
ℎ𝑎
Segundo, se estimó la cantidad en Kg de esos 695 producidos en 1 ha, debido a que este es el
rendimiento en Kg/ha
695 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜𝑠
ℎ𝑎𝑥
50 𝐾𝑔
1 𝑏𝑢𝑙𝑡𝑜=
34750 𝐾𝑔
ℎ𝑎
Tercero, se calculó el rendimiento en kg/m2, así:
34750 𝐾𝑔
ℎ𝑎𝑥
1 𝐻𝑎
10000𝑚2=
3,475 𝐾𝑔
𝑚2
Finalmente, hallamos el rendimiento en Ton/m2.
3,475𝐾𝑔
𝑚2𝑥
1 𝑡𝑜𝑛
1000 𝐾𝑔=
3,475𝑥10−3𝑡𝑜𝑛
𝑚2
7.3.4 Riego por aspersión
De acuerdo con (Matheus, 2011), el concepto básico de riego se define como “la aplicación
artificial de agua a la tierra, con el fin de suministrar a las especies vegetales la humedad necesaria
para su desarrollo”.
El riego por aspersión es una modalidad de riego mediante la cual el agua llega a las plantas en
forma de "lluvia" localizada más o menos intensa y uniforme sobre la parcela con el objetivo que
infiltre en el mismo punto donde cae. Para ello es necesaria una red de distribución que permita
que el agua de riego llegue con presión suficiente a los elementos encargados de aplicar el agua,
ya sea aspersores o difusores ( Macías, Vergara Sabando, Macías Solórzano, & Bazurto
Zambrano., 2011).
34
Este tipo de riego, es un riego mecanizado o presurizado, ya que es necesario mecanismos que
generan presión para mover el agua. Con este tipo de riego no es necesario nivelar el suelo, y se
puede regar un potrero recién sembrado sin causar problemas de erosión o de corrimiento de las
semillas (Almazani, 2003).
Las partes básicas de un equipo de riego por aspersión se indican en la Ilustración 1.
Ilustración 1. Partes básicas de un equipo de riego por aspersión
Fuente: (Almazani, 2003)
8. Metodología
Como guía principal empleada para el desarrollo de nuestro trabajo y lograr determinar y evaluar
la huella hídrica en la producción de un cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá en el municipio
de El Rosal, Cundinamarca, se utilizó el manual publicado por la Water Footprint Network (WFN),
manual que fue hecho por (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010). Teniendo en
cuenta los procedimientos establecidos en dicho manual, se logró estimar cada uno de los
componentes de la huella hídrica total (Verde, azul y gris) para el proceso productivo del cultivo;
permitiéndonos de esta manera dar cumplimiento y desarrollo de los objetivos planteados.
En el presente trabajo, se tuvo en cuenta la metodología planteada por los autores (Zarate & Kuiper,
2013), sin embargo, se realizaron algunas adaptaciones para el desarrollo de nuestro estudio de
35
caso en el cultivo de papa R12. Por ende la metodología que se utilizó está constituida por cuatro
(4) fases, tomando como base un diagrama circular que permite un mayor dinamismo en el
proyecto. Razón por la cual, se logró una interacción entre los componentes de las fases, es decir
que este modelo durante el desarrollo del proyecto, nos permitía poder regresar a las fases
anteriores para identificar cuáles fueron las causas del problema que nos impedía avanzar y de esta
manera lograr darle solución. En la Ilustración 2 se puede observar el diagrama circular con cada
una de las fases:
Ilustración 2. Metodología para la evaluación de la huella hídrica en el cultivo de papa R12
Fuente: Autores
Teniendo en cuenta lo anterior, y para poder dar cumplimiento a la metodología plasmada, se
tuvieron en cuenta dos enfoques; uno de tipo cualitativo y el otro cuantitativo. Considerando el
desarrollo del enfoque cualitativo, se inició con el uso de las herramientas de observación y
recopilación de datos e información para la elaboración del diagnóstico de la situación actual del
consumo de agua en el cultivo de papa R12; en el cual se tuvo en cuenta el reconocimiento de la
FASE I
Diagnostico actual del consumo de agua en
el cultivo
FASE II
Cuantificación de la huella hidrica del cultivo de papa de la finca Kalá mediante la modelación en el programa Cropwat
FASE III
Análisis de resultados
FASE IV
Formulación de alternativas
36
zona en estudio, identificando las fuentes de abastecimiento de la finca utilizadas para el proceso
productivo.
Posteriormente, se realizó un reconocimiento detallado de la producción de la papa, en donde se
logró identificar cada una de las etapas por las que pasa el tubérculo, así como también se identificó
el tipo de suelo realizando un muestreo mediante la metodología organoléptica o de manipulación
empleada por la (Fao, s.f.), la cual nos permitió conocer la textura del suelo. Adicionalmente se
logró obtener toda la información relacionada con los consumos de agua que demanda el cultivo,
basándonos en el sistema de riego por aspersión utilizado para suplir las necesidades hídricas del
mismo. Todos los datos cualitativos relacionados con el cultivo de papa R12 fueron suministrados
por el señor Mario Espitia, quien es el dueño y el encargado del cultivo en la finca Kalá.
En cuanto a los datos climatológicos, fueron obtenidos de la estación meteorológica más cercana,
la cual fue la estación El Rosal ubicada en el municipio de El Rosal, Cundinamarca, perteneciente
a la red de monitoreo de Canal Clima, esta estación tiene coordenadas de latitud 4° 51' 43.38''
Norte y longitud -74° 13' 24.94'' Oeste, de esta estación se tomaron datos de temperatura,
velocidad del viento, evaporación, brillo solar, radiación solar, humedad relativa y precipitación.
Los datos e información recolectados fueron utilizados en el transcurso del proceso cuantitativo,
en donde se utilizó como herramienta de trabajo el programa Cropwat 8.0 propuesto por la (Fao,
2010), empleado para el cálculo del requerimiento hídrico del cultivo de papa R12 teniendo en
cuenta la climatología de la zona en estudio y la evapotranspiración.
Por último, se consultó las cantidades de productos químicos aplicados al cultivo para la
determinación de la huella gris, información que fue suministrada por el señor Mario Espitia,
encargado y dueño del cultivo. También fue tenido en cuenta información restante bibliográfica
referente a diversos tipos de cultivo, como lo fue el manual número 56 de la serie de riego y
drenaje, de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura (FAO).
37
9. Generalidades del cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá
9.1 Ubicación del área de estudio
El municipio del Rosal pertenece a la jurisdicción de Cundinamarca sabana de occidente, esta
ubicado en las coordenadas 4º51'16" de latitud Norte y 74º15'39" de longitud oeste. (Rosal).
El Rosal limita al nororiente con el municipio de Subachoque, al noroccidente con el municipio
de San Francisco, al sur oriente con el municipio de Madrid y al sur occidente con el municipio de
Facatativá (Rosal)
La economía del municipio está formado por el sector agrícola, pecuario, floricultor y forestal de
especies maderables. Esta última ha experimentado un fenómeno de reducción ocasionado por la
expansión agrícola y agotamiento del recurso de especies maderables.
El subsector de la agricultura ocupa un 65% del área y sobresalen los cultivos transitorios de papa,
arveja, maíz y zanahoria generando ingresos para sus habitantes. (Rosal) Dentro de los
inconvenientes presentados en la actividad agrícola se encuentra los altos costos de producción,
la falta de canales de comercialización y líneas de crédito para la compra de insumos que a la vez
por el uso indebido de los mismos agroquímicos ha contribuido a la degradación del suelo.
9.1.1 Sitio de estudio
El desarrollo de la investigación, se realizara en el cultivo de papa R12, localizado en la hacienda
Kalá ubicada en el municipio de El Rosal-Cundinamarca.
En la Imagen 1, El punto de referencia amarillo muestra la ubicación espacial del cultivo de papa
R12, localizado en el municipio de El Rosal, Cundinamarca.
38
Imagen 1 Ubicación espacial del cultivo de papa R12
Fuente: Google Earth modificado por Autores
9.2. Requerimientos del cultivo de papa
9.2.1 Requerimientos Nutricionales
Nitrógeno(N):
El nitrógeno es esencial para la síntesis del clorofila y es componente esencial de los aminoácidos
que forman las proteínas (Palacio). Cuando se presenta deficiencia de este elemento las plantas
son más susceptibles al ataque de plagas y enfermedades (Agrintec) y bajo rendimiento del cultivo.
Además, de presentarse crecimiento vegetativo restringido, hojas poco desarrolladas y color verde
pálido (Corpoica).
El nitrógeno es tomado por la planta de papa en forma de iones de amonio NH4 y Nitrato (NO3).
Sin embargo, las tasas más altas de crecimiento se dan cuando hay mayor disponibilidad de
nitrógeno en forma de nitratos. (Corpoica). No obstante, este elemento frecuentemente es
deficiente en los suelos, (Palacio) debido a que este es un elemento muy móvil en el suelo, por lo
cual es arrastrado fácilmente por la escorrentía, a esto se asocia de igual modo que el Nitrógeno
no se fija sino por acción de los microorganismos.
39
Fósforo (P):
Del mismo modo, el fosforo es esencial en el crecimiento inicial de los tejidos vegetales. (Sierra,
Santos, & Kalazich, 2002). Adicionalmente según expresa (Palacio), es parte esencial de muchos
glucofosfatos que participan en el proceso fotosintético, respiratorio y otros procesos metabólicos.
Por su parte, un adecuado suministro de fosforo es importante para el desarrollo de nuevas células
y su posterior transferencia del código genético de una célula a otra. Mientras que la deficiencia
de Fosforo genera reducción tanto del tamaño de la hoja como del número de hojas.
(Informaciones agronomicas No36)
Sin embargo, (Palacio) anota que la aplicación conjunta de Nitrógeno y fosforo favorece al
incremento de rendimiento del cultivo.
Potasio (K):
La planta de papa exige un alto contenido de Potasio (K) (Instituto de investigaciones
agropecuarias (INIA)) para llevar a cabo varias funciones que permiten un apropiado desarrollo y
crecimiento de la misma. Dentro de las funciones que cumple este elemento se encuentra la
activación de enzimas que intervienen en el crecimiento de la planta, la síntesis de proteínas y
almidón en donde es el potasio el encargado de activar la enzima responsable del proceso sintético
(Smart fertilizer management, 2015). También se destaca su rol en la regulación del agua en las
plantas. En este sentido, si se presenta deficiencia de este macronutriente se presenta una variación
desfavorable en el rendimiento del cultivo y la planta puede presentar anomalías dentro de las
cuales se destacan las siguientes:
Clorosis: Coloración amarillenta y quemaduras en las hojas medias y bajas. Esto ocurre
principalmente por la insuficiencia de producción de clorofila en el follaje. También se puede
presentar por ausencia de Nitrógeno en el suelo.
Crecimiento lento o retrasado: Al existir ausencia de potasio, las funciones de crecimiento de la
planta se ven afectadas por lo cual ocurre este fenómeno de crecimiento lento.
Los nutrientes mencionados anteriormente son los principales requerimientos de la planta en
cuanto a la alta cantidad que requiere la planta, pero existen otros nutrientes como el azufre,
40
magnesio entre otros, que también son necesarios para el desarrollo de las plantas pero en menor
proporción si son comparados con el nitrógeno, potasio y fosforo.
En la Tabla 10, se presentan los valores de los requerimientos nutricionales que necesita la planta
de papa para su adecuado crecimiento según lo establecen dos autores; la FAO y Guillermo García.
Tabla 10. Requerimientos nutricionales para el cultivo de papa
FAO GARCIA GUILLERMO
NUTRIENTE Kg/ha
Nitrógeno 100-200 175-200
Fósforo (P2O5) 50-100 70-100
Potasio (K2O) 60-260 300-350
Magnesio (MgO) 140-160
Calcio (CaO) 35-40
Fuente: Autores
9.2.2 Requerimientos de riego
Según lo indicado (Fao) la planta de papa necesita entre 0.35 a 0.8 m3 de agua para producir 1 kg
de materia seca de tubérculos, es decir, que tiene un requerimiento hídrico de 350 a 600 mm de
agua durante el periodo de crecimiento.
El cultivo de papa es sensible al déficit hídrico. En este sentido, La escasez de agua puede provocar
que se presente un rendimiento reducido de los tubérculos, en cantidad y en tamaño, y una
disminución de la calidad de los mismos, esto a causa de que entre el 85-90% del tubérculo es agua
como afirma (Fundación produce Sinaloa A.C)
9.2.3 Requerimiento edáfico
El tipo de suelo más adecuado para la siembra de papa, es aquel con características texturales
ligeras o medias, es decir los arenosos y franco, debido a que se requiere que no sea tan compactado
el suelo, característica de los suelos pesados o arcillosos. El desarrollo de la planta necesita tierra
suelta para facilitar el enraizamiento de las raíces subterráneas, del mismo modo, terrenos con poca
pedregosidad, pues tanto los suelos compactos como aquellos que poseen muchas piedras impiden
y/o dificultan el crecimiento adecuado de las raíces de la planta. El buen drenaje es otra
característica que exige este cultivo.
41
10. Etapas y procesos del crecimiento de la papa R12
El proceso de crecimiento del cultivo de papa Diacol capiro, así como el de cualquier especie de
tubérculo o cultivo, depende de las condiciones del sitio específico donde se lleva a cabo la
siembra. Dentro de estas se destaca las variables climáticas; como la altitud sobre el nivel del mar,
la temperatura, velocidad del viento, humedad y horas de brillo solar (Valbuena, y otros, 2009).
Sin embargo, se debe tener en cuenta que las variables climáticas no son las únicas que influyen
en el desarrollo del cultivo, es decir, se deben contemplar las variables que están asociadas a los
requerimientos propios del cultivo como semilla utilizada, tipo de suelo, requerimientos
nutricionales, frecuencia y tipo de riego, sistemas de control contra plagas y el manejo
agronómico.
El periodo de crecimiento y desarrollo de la planta de papa consiste en cuatro fases principales
(Corpoica), sin embargo, se debe considerar una fase preliminar, donde se realiza una práctica
agronómica, que consiste en la limpieza del terreno; en esta se elimina todo tipo de maleza u
objetos que impidan realizar un apropiado arado de la tierra. Luego de ello, se continúa con el
proceso de arado, en el cual se emplea maquinaria de labranza, que elimina los gránulos grandes
de tierra dejándola suelta y forma las hileras donde posteriormente se sembraran las semilla. Es
recomendado que las actividades de preparación mencionadas del suelo se realicen con un mes de
anticipación a la siembra. En la Imagen 2, se aprecia el resultado del proceso de limpieza y arado
del terreno.
Imagen 2 Limpieza y arado del terreno
42
Fuente: Autores
La duración del proceso de producción de la papa es muy variable, depende de las condiciones
climáticas, el tipo de suelo, la época de siembra las prácticas agronómicas y el riego que se efectue.
El tiempo que requirió el cultivo en estudio fue 130 días, lo que equivale a cuatro meses y 10 días,
esto sin considerar la etapa preliminar que se realizó un mes antes. En la Ilustración 3, se muestra
el proceso de desarrollo de este tubérculo, especificando la duración de las etapas.
Ilustración 3 Etapas de desarrollo de la papa R12
Fuente: Imagen tomada de (Solorzano) modificada por autores
43
En la fase inicial, se presenta la brotación de los tubérculos que fueron seleccionados como semilla
y que se almacenaron para tal fin. Los tubérculos semilla seleccionados se siembran a lo largo del
terreno, Según (Fao, 2008), estos deben ser sembrados a una profundidad entre 5-10 cm, a una
distancia de planta a planta de 30-40 cm y generalmente la distancia de separación entre surcos es
de 1.0 m (Corpoica, 2003), no obstante está sujeto a la decisión del encargado del cultivo, en la
finca Kalá se forman los surcos cada 0.8 m según comenta Mario Espita dueño del cultivo.
Posteriormente, el brote se extiende alcanzando la superficie (fase de emergencia), en este instante
es necesario aplicar los fungicidas e insecticidas apropiados a la planta, para evitar enfermedades,
debido a que este tipo de planta es susceptible a sufrir una serie de ataques por distintos
organismos.
En la Tabla 11, se presentan las principales plagas y enfermedades que atacan al cultivo de la
hacienda Kalá según información obtenida a través de las entrevistas con los campesinos que
trabajan en el cultivo.
Tabla 11. Enfermedades, plagas e insectos que atacan al cultivo de papa R12 en la hacienda Kalá
Polilla Guatemalteca
Imagen A. Larva de polilla Guatemalteca
Es un insecto, el cual se alimenta de
la pulpa del tubérculo. Para ello forma
túneles circulares, (Mogollon &
García, 1999) como se puede observar
en la Imagen B.
Imagen B. Daño ocasionado por la polilla
guatemalteca en la papa (Corpoica) pág. 112
Control: Para evitar los daños provocados por
este insecto en la producción de papa en la
hacienda Kalá, se le está aplicando un
agroquímico llamado Curacron, que según sus
especificaciones registradas en la ficha técnica
combate eficazmente este insecto.
Gusano blanco
44
Imagen C. Gusano Blanco
Es una plaga que ataca los tallos,
hojas y tubérculos del cultivo de papa.
Los mayores daños los ocasionan
cuando están en estado de larva
Control: Con el fin de atacar esta plaga en el
cultivo se aplica Curacrom.
Imagen D. Daño ocasionado por el gusano
blanco.
Gota
Es una enfermedad que quema el follaje de
la planta de papa y la pudrición de los
tubérculos.
Fuente: Autores
La segunda fase es el crecimiento vegetativo, se encuentra constituida por dos subfases. La
primera de ellas consiste en el inicio del desarrollo de las hojas, tallos y ramas que crecen hacia
la superficie del suelo, a la vez que el sistema radicular y los estolones se expanden por debajo del
mismo, según lo expresado (Corpoica, 2003). El inicio de la tuberización ocurre en la segunda
subfase. En este proceso según lo expresado por (Corpoica), se presenta la formación de los
tubérculos por medio del gancho del estolón. El contenido de humedad del suelo en esta fase es
esencial, este debe mantenerse entre el 80-90% de humedad aprovechable (Sierra, Santos, &
Kalazich, 2002), de tal modo, que realizar un riego para garantizar esa humedad es fundamental.
Al finalizar el crecimiento de los tallos principales empieza la floración, en donde se aprecia la
aparición de botones florales, (Corpoica, 2003) que da origen a los grupos de flores denominados
inflorescencia (de 60 a 90 días después de la siembra. (Martinez, 2009) expresa que al inicio de
floración es esencial realizar el aporque, donde se incorpora una capa de tierra para tapar los
estolones, generando así un desarrollo adecuado del proceso de tuberización, por ello, esta práctica
45
debe ejecutarse 70-80 días después de la siembra como señalan los autores (Pumisacho &
Sherwood, 2002).
En la fase final, se lleva a cabo el llenado de los tubérculos, donde ocurre un engrose y crecimiento
de los mismos por acción del suministro de nutrientes aportados por el suelo, y transportado a
través de las raíces y estolones (Egusquiza, 2000).
Finalmente, una vez se engrosan los tubérculos se presenta un amarilleamiento natural del área
foliar aérea, que indica que los tubérculos se encuentran en proceso de maduración, está siendo
la última etapa del proceso de crecimiento. De 10 a 15 días después se da inicio a la recolección
o cosecha. Sin embargo, el tiempo de recolección dependerá del área de extensión del cultivo y el
número de trabajadores que sean contratados para esta labor.
Imagen 3 A) Recolección de la cosecha B) Amarillamiento de la parte aérea de la planta.
A) B)
Fuente: Autores
46
11. Diagnóstico actual del consumo de agua en el cultivo
En esta fase de diagnóstico, se describirá el proceso de distribución de agua que le suministra al
cultivo de papa R12, el sistema de riego empleado en el proceso productivo y los productos
químicos aplicados en el mismo.
11.1 Distribución de agua desde el reservorio hasta la zona de cultivo
El sistema de distribución de agua inicia con una unidad de bombeo, la cual cuenta con un
motobomba IHN 100/400 que funciona gracias a un motor Perkis de 6 cilindros sin turbo, esta
motobomba succiona el agua de un reservorio alimentado por agua lluvia y de la quebrada cruz
verde, conduciéndola a través de una tubería principal de aluminio de 6 pulgadas de diámetro y
una longitud de 270 m; constituida por 30 tubos de 9 metros. Posteriormente, la tubería se reduce
a 4 pulgadas de diámetro que llega al cultivo, esta posee los orificios para la conexión de los
aspersores ubicados a lo largo del cultivo.
En la Imagen 4, se muestra la motobomba utilizada para la succión del agua y el reservorio donde
se realiza la captación.
Imagen 4 Motobomba IHN 100/400 y reservorio
Fuente: Autores
47
11.2 Sistema de riego por aspersión y consumo de agua en el cultivo
Durante el proceso productivo se realizaron dos riegos con una duración de 18 horas continuas
cada uno. El primero de ellos se realizó dos meses después de la siembra, es decir, al inicio de la
floración hablando en términos del proceso de crecimiento de la planta, y, el segundo corresponde
a 15 días posterior al primero.
Para satisfacer las necesidades mencionadas se emplea un sistema de riego por aspersión que
consta de 70 aspersores distribuidos y conectados a lo largo de la tubería de 4 pulgadas, por medio
de un elevador galvanizado de ¾ de diámetro. Los aspersores son de plástico, doble boquilla, #16
Naranja, que corresponde a la serie 50. Este tipo de aspersores manejan caudales que van en
función de la presión en la base del aspersor como se muestra en el catálogo de aspersores de
Senninger Irrigation Inc.
Teniendo en cuenta que no se tienen registros locales sobre el volumen de agua empleado en el
riego, se tomó como base para su cálculo, el caudal que maneja la bomba, aclarando que esta
trabaja con un intervalo de 800 gal/min (181.4 m3/h) a 1000 gal/min (226.8 m3/h). Para efectos de
cálculo se trabajó con 1000 gal/min, debido a que se quiere obtener un aproximado del mayor
volumen de agua que se está utilizando en el riego del cultivo en estudio. Con este valor de caudal
y el tiempo de riego se procedió a realizar un estimativo del volumen de consumo que se utilizó
para la producción total, Así:
Ecuación 1 Ecuación de caudal
𝑄𝑏 = 𝑉𝑟
𝑡𝑟
Donde:
Qb = Caudal de la bomba (m3 /h)
Vr =Volumen de riego (m3)
tr = Tiempo de riego (h)
48
Despejando la ecuación 2, obtenemos:
Ecuación 2 Volumen de riego
𝑉𝑟 = 𝑄𝑏 ∗ 𝑡𝑟
𝑉𝑟 =226.8 𝑚3
ℎ∗ 36ℎ
𝑉𝑟 = 8164.8 𝑚3
11.3. Productos químicos empleados en el proceso productivo
En la Tabla 12, se relacionan los productos químicos empleados en la producción y la función que
cumplen. Los cuales son necesarios para el desarrollo adecuado de la producción del cultivo y para
el cálculo de la huella hídrica gris.
Tabla 12. Productos químicos aplicados
Nombre Comercial del producto Función
10-20-20 Fertilizante
Curacrom Insecticida
Fossel Herbicida
Gramonxone Herbicida
Fuente: Autores
12. Cuantificación de la huella hídrica del cultivo de papa R12 de la finca Kalá mediante la
modelación en el programa Cropwat
12.1 Estimación de la huella hídrica
Para determinar el consumo de huella hídrica azul (irrigación), verde (precipitación) y Gris
(Contaminada) en la fase agrícola del área de estudio, se empleó el modelo CROPWAT,
desarrollado por la FAO (2012b) para calcular los requerimientos de agua del cultivo y en últimas
apoyar el diseño y optimización de los sistemas de irrigación. (Zarate & Kuiper, 2013)
Teniendo en cuenta el manual de evaluación de la huella hídrica desarrollado por (Hoekstra ,
Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010), la estimación la huella hídrica total del proceso del
cultivo de papa R12 (WFproc) es la suma de los componentes verde, azul y gris.
49
De acuerdo a lo anterior, la huella hídrica del proceso de cultivo, se calcula por medio de la
Ecuación 1.
12.2 Cuantificación huella hídrica azul
La huella hídrica azul (HH Proc, azul [m3/ton]), Ecuación 4, corresponde al cociente entre el agua
aprovechada por el cultivo proveniente de riego (CWUriego), y, Y el rendimiento del cultivo
(Ton/m). (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010)
La cantidad de agua que aprovecha el cultivo proveniente del riego, corresponde a la diferencia
entre los requerimientos hídricos y la precipitación efectiva. Siendo el valor de requerimiento de
riego del cultivo el que se divide por el rendimiento del mismo, entendiéndose este último como
la cantidad de producto final cosechado, dividido por el área en que fue producido. (Barros, 2012)
A continuación se expresa la ecuación y las variables que se tuvieron en cuenta para su cálculo.
Ecuación 3 Cálculo huella hídrica azul
HHProc,azul =CWUriego
Y
Dónde:
CWUriego = requerimientos de riego de los cultivos (m)
Y = Rendimineto del cultivo (Ton/m2)
Para determinar los requerimientos hídricos del cultivo se utilizó el programa CROPWAT 8.0 en
el cual a través de la estimación de la evapotranspiración potencial ligado a las características del
cultivo y del suelo, obteniendo así los requerimientos de riego del cultivo. (Ver anexo 1)
WFazul =0.114 m
3.475x10−3 Ton
m2
= 32.80 m3
Ton
50
12.3 Cuantificación huella hídrica verde
De acuerdo a lo mencionado anteriormente la huella hídrica verde corresponde al cociente entre el
agua utilizada por el cultivo proveniente de precipitación y el rendimiento del cultivo (Hoekstra ,
Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010). La cantidad de agua que es aprovechada por el cultivo
proveniente de precipitación es equivalente a la precipitación efectiva, por lo cual la huella hídrica
verde puede entenderse como la razón entre la precipitación efectiva del lugar donde se ubica el
cultivo de papa R12 con el rendimiento del mismo (Barros, 2012).
Ecuación 4 Cálculo huella hídrica verde
𝐻𝐻proc,verde = Ppef
y
Dónde:
HH proc, verde = Huella Hídrica Verde [m3/ton]
Ppef = Precipitación Efectiva en metros [m]
y = Rendimiento [ton/m2]
12.3.1 Precipitación efectiva
La precipitación efectiva se define como la cantidad de agua precipitada que no se pierde a través
de escorrentía superficial ni por percolación profunda, por lo que queda disponible para el
aprovechamiento de la planta (Fao, 2010).
Para el cálculo de este parámetro se configuró el programa CROPWAT 8.0 para que este utilizara
la fórmula del AGLW (Servicio de Recursos, Fomento y aprovechamiento de Aguas de la FAO)
la cual fue elaborada por un grupo de expertos del Servicio de Aguas de la FAO para climas
semiáridos y subhúmedos en la cual se considera la estimación de la precipitación efectiva como
un efecto combinado de la precipitación confiable (80% probabilidad de excedencia) con las
pérdidas por escorrentía superficial y percolación profunda (Fao, 2010).
El valor de precipitación efectiva determinado por el programa fue de 613.8 mm o 0.6138 m, (Ver
anexo 1).
51
𝐻𝐻proc,verde = 0.6138m
3.475𝑥10−3 𝑡𝑜𝑛
𝑚2
= 176.63 𝑚3
𝑡𝑜𝑛
12.4 Cuantificación huella hídrica gris
La estimación del componente gris de la huella hídrica depende de la tasa de aplicación de
productos químicos por hectárea, la fracción de lixiviación, el rendimiento del cultivo
concentración máxima permisible y concentración natural de los contaminantes en el cuerpo de
agua receptor. En ese orden de ideas, la huella hídrica gris se calcula a partir de la multiplicación
de la tasa de aplicación de los productos químicos por la fracción de lixiviación, dividido entre la
diferencia de concentraciones, es decir, concentración máxima menos la concentración natural de
la fuente receptora, todo lo anterior dividido entre el rendimiento del cultivo según se expresa en
la Ecuación 6.
Ecuación 5 Cálculo de la Huella Hídrica gris
HHproc,grey =(α ∗ AR)/(Cmax − Cnat)
γ
Donde:
α: Fracción de lixiviación de agua de riego aplicada.
AR: Cantidad de fertilizante aplicada al cultivo (kg/ha)
Cmax: Concentración máxima permisible de contaminante en la fuente receptora.
Cnat: Concentración natural del contaminante en la fuente receptora.
ϒ: Rendimiento del cultivo (Ton/ha).
Se asumió un 10% para la fracción de lixiviación según lo plantea Hoekstra and Chapagain (2008),
debido a que no se tenían datos específicos del porcentaje de lixiviación en el cultivo.
Por otro lado, el cálculo de la tasa de aplicación de productos químicos se realizó por cada uno
de los nutrientes principales que en su composición contiene el fertilizante 10-20-20, es decir
nitrógeno, fósforo y potasio. No se tuvo en cuenta otro tipo de productos químicos como
52
insecticidas, plaguicidas, herbicidas y fungicidas debido a que las concentraciones máximas se
expresan por medio de dosis letales de un organismo, es decir, la resistencia de un organismo a
cierta cantidad de producto, que para ello se tendría que realizar un estudio que certifique la
resistencia del organismo a la tasa de aplicación del producto. Por ejemplo, en Gramoxone es un
herbicida empleado en el cultivo cuyo componente activo es el Paraquat cuya dosis letal es
considerada alta según se afirma en el capítulo 10 Herbicidas Tabla 2, documento elaborado por
la FAO.
Los resultados de la tasa de aplicación de los nutrientes se sintetizan en la Tabla 13. Pero los
cálculos se encuentran en el anexo 3 Parte B.
Tabla 13.Tasa de aplicación de los elementos del fertilizante 10-20-20
Elemento Tasa de aplicación (Kg ha-1)
N 150
P 300
K 300
Fuente: Autores
En cuanto a las concentraciones máximas permisibles no se encontró valor de referencia para el
Fósforo ni el Potasio, Por lo tanto, solo se continuó desarrollando los cálculos con el nitrógeno.
Tomando el valor de referencia para este elemento del acuerdo 43 de la CAR de 2006, el cual
expresa la concentración en mg/l de NO3. Para efectos de cálculos se realizó la conversión de los
mg/l de NO3 a mg/l N. (ver anexo 3 parte C). De otro lado, al no tener información sobre los valores
de concentración de Nitrógeno de la quebrada cruz verde (fuente receptora) se optó por asumir el
valor de 0. Suponiendo que las concentraciones en el cuerpo hídrico natural son bajas, a partir de
lo expresado por (Hoekstra , Chapagain, Aldaya, & Mekonnen, 2010).
El rendimiento del cultivo para esa producción fue de 34.75 ton/ha.
Entonces,
HHproc,grey =(0.1 ∗ 150
𝐾𝑔
ℎ𝑎)/(2.26𝑥10−3 𝐾𝑔
𝑚3 − 0)
34.75𝑡𝑜𝑛
ℎ𝑎
53
HHproc,grey = 190.99𝑚3
𝑡𝑜𝑛
12.5 Huella hídrica total
Con los valores de los componentes de la huella hídrica (azul, verde, gris) calculados
anteriormente, se halló la huella hídrica total, así:
HUELLA AZUL (m3/ton) HUELLA VERDE (m3/ton) HUELLA GRIS (m3/ton)
32.80 176.63 190.99
𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑎𝑧𝑢𝑙 + 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒 + 𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑔𝑟𝑖𝑠[𝑚3/𝑡𝑜𝑛]
𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (32.80 + 176.63 + 190.99)[𝑚3/𝑡𝑜𝑛]
𝐻𝐻𝑃𝑟𝑜𝑐,𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 400.42[𝑚3/𝑡𝑜𝑛]
En síntesis, los resultados obtenidos de la huella hídrica total para la producción de papa R12 del
cultivo estudiado se presentan en el Gráfico 1, expresado los valores en porcentaje.
Grafico 1 % Huella hídrica total
Fuente: Autores
54
13. Análisis de resultados
En la producción de papa R12, el rendimiento del cultivo depende ampliamente de las condiciones
climatológicas en que se desarrolla el mismo, es por esto que la temperatura es un factor limitante
que incide notablemente en el desarrollo del cultivo de papa; valores de temperatura menores a -
2° C producen un fenómeno conocido como helada, en el que la parte aérea de la planta y los
tubérculos se queman, esto es ocasionado por las bajas temperaturas, inhibiendo de esta forma la
producción. No obstante, como se muestra en la Gráfico 2, se presentan valores bajos de
temperatura mínima durante el tiempo que comprende el periodo de estudio (julio– noviembre),
destacando que ninguno de ellos logró alcanzar temperaturas menores a 0°C, siendo el menor valor
presentado en el mes de agosto (0.8°C) y tampoco temperaturas mayores a 29°C, valor que según
generan disminución en el rendimiento. Se considera que las condiciones óptimas de temperatura
oscilan entre los 12 a 18° C, cuando se supera esta temperatura el crecimiento de la planta es más
lento, ocasionando que la duración del cultivo se prolongue.
Grafico 2 Valores de Temperatura máxima y mínima
Fuente: Autores
21,3 22,2 22,2 21,8 22,820,2 20,2 20,2 20,1 21 21,2 20,7
3,4 3,9 4,2 3,3 3,3
6,3 6,7
0,8
4,9 5,5 5,13,2
Valores de Temperatura °C
TemperaturaMaxima (°C) TemperaturaMinima (°C)
55
13.1 Huella hídrica azul
Este componente corresponde a la cantidad de agua que aprovecha el cultivo proveniente del riego,
en términos generales es la diferencia entre los requerimientos hídricos y la precipitación efectiva.
Siendo el valor de requerimiento de riego del cultivo el que se divide por el rendimiento del mismo.
El agua de riego aprovechada por el cultivo de papa R12 en la finca Kalá, proviene de la quebrada
cruz verde y está sujeta a diversos factores que permiten su evapotranspiración, como por ejemplo
la exposición directa de la planta a números prolongados de hora de sol, la velocidad del viento en
la zona, entre otros. Es por esto que se debe garantizar un adecuado riego teniendo en cuenta los
requerimientos hídricos del cultivo. Debido a que un cultivo con excelentes condiciones de riego,
presentará mejores condiciones agronómicas, viéndose reflejado en su producción.
Por otro lado en cuanto a el valor de huella hídrica azul para el cultivo de papa, calculado por el
Cropwat 8.0 fue de 32.80 m3/Ton, es decir que para la producción de 100 Ton de papa en el
cultivo que es la producción total, se necesita un requerimiento de riego de 3280 m3 de agua
proveniente de la quebrada. Sin embargo como se mencionó en el presente documento, en la parte
del consumo de agua del cultivo, el volumen de agua que se utilizó en el mismo durante el proceso
productivo de la papa fue de 8164.8 m3 en las 2.88 ha que abarca el área de estudio. De lo anterior
se puede deducir que se está realizando una mayor demanda de riego en comparación al requerido
en el cultivo, saliéndose del rango de requerimiento hídrico.
13.2 Huella hídrica verde
Como se mencionó anteriormente, la huella hídrica verde corresponde a la cantidad de agua que
es aprovechada por el cultivo proveniente de precipitación, es decir es el volumen de agua que
queda retenida en el suelo, disponible para las necesidades del cultivo de papa. Lo anterior se
conoce como precipitación efectiva. Para el cálculo de huella verde se tuvo en cuenta la
precipitación total de cada mes del año 2014, datos que fueron suministrados por la estación
climatológica “El Rosal”. Con base en los datos se obtuvo el valor de la precipitación efectiva, el
cual fue hallada por el programa Cropwat 8.0 como se muestra en el anexo 1. La relación entre la
precipitación y precipitación efectiva se muestra a continuación en la Tabla 14 y su representación
gráfica se expresa en el Gráfico 3.
56
Tabla 14. Registros de precipitación y precipitación efectiva 2014
Mes Precipitación (mm) Precipitación efectiva (mm)
Enero 45.4 36.3
Febrero 45 62.1
Marzo 45.4 36.3
Abril 45.4 36.3
Mayo 61.6 49.3
Junio 32.4 25.9
Julio 44 35.2
Agosto 36.2 29
Septiembre 37.2 29.8
Octubre 223.4 178.7
Noviembre 83 66.4
Diciembre 35.6 28.5
Fuente: Autores
Gráfico 3 Registros de precipitación y precipitación efectiva
Fuente: Autores
57
Como se puede observar en el Gráfico 3, en la zona de estudio se presentaron valores máximos de
precipitación en los meses de Octubre-Noviembre en comparación con los demás meses que
contempla nuestro estudio, de lo anterior se puede deducir que en estos dos meses, son periodos
oportunos para realizar el proceso de siembra en el cultivo, debido a que va a garantizar un riego
constante para el cultivo, satisfaciendo gran parte de sus necesidades hídricas.
Por otro lado se puede identificar que el cultivo de papa R12 aprovecha la mayor cantidad de agua
proveniente de la precipitación, representada en un 80% de aprovechamiento, debido a que en
promedio la precipitación en la zona en estudio es de 734.6 mm, siendo este el valor del 100 % y
la cantidad de agua consumida por el cultivo es de 587.7 mm.
Se observa que el cultivo de papa R12 demanda menor cantidad de agua azul que agua verde,
además tiene un requerimiento hídrico que según la FAO es de 350 a 600 mm de agua durante el
periodo de crecimiento y que puede fácilmente ser suplido por las condiciones de precipitación de
la zona.
En cuanto al consumo de agua en m3 para este componente de huella verde, se obtuvo un valor de
169.12 m3/Ton, es decir que para la producción total de nuestro cultivo que es de 100 Ton se
necesitan aproximadamente 16912 m3 de agua. Aunque este consumo de agua es alto, debe
tenerse en cuenta que el cultivo aprovecha el 80% del agua proveniente de las precipitaciones, lo
cual implica una disminución en el impacto del consumo hídrico proveniente de fuentes de
abastecimiento superficiales.
13.3 Huella hídrica gris
De acuerdo a lo representado en el Gráfico 1, el componente gris obtuvo un valor del 44% de
huella hídrica total que corresponde a 190.99 (m3/ton), siendo este el componente con el más alto
valor en contraste con el componente azul y verde. Una de las razones que sostienen este resultado
es el alto requerimiento de nutrientes que tiene este cultivo por hectárea para alcanzar altos
rendimientos, esto a su vez considerando que la extracción de N por la planta es de 4-6 Kg N por
tonelada de tubérculos. Es decir, haciendo un estimativo para el presente cultivo se extrajo entre
400 a 600 Kg de Nitrógeno, conociendo que la cantidad total de producción fue de 100 Ton.
58
En otras palabras, de acuerdo al rendimiento por hectárea (34.75 Ton) se extraen 139 Kg de N,
una cifra significativa si se compara con el valor que actualmente se aplica en el cultivo; 150 Kg
de este elemento según se expresa en la Tabla 10. Aunque, no se tiene certeza de un valor de
pérdidas por lavado o percolación de este nutriente debería considerarse, pues este incide en el
desarrollo de la planta y por ende en la dosificación optima de fertilizante.
Finalmente, el valor del componente gris indica que se requiere 190.99 m3 por tonelada de
producción, en este caso se requeriría un volumen de 19099 m3 para asimilar la concentración
producida por la tasa de aplicación de este elemento en toda la producción de papa R12.
Al contrastar los resultados obtenidos de la Huella Hídrica por componente del cultivo de papa
R12 del Rosal con el estudio realizado en Argentina, denominado “Analysis of water footprint of
potato production in the pampean region of Argentina”, se evidencia que los datos obtenidos en
ambos estudios son muy similares, es decir, el mayor valor obtenido fue el componente gris y el
menor el componente azul. Como se puede apreciar en el Gráfico 4.
Gráfico 4 Contraste HH en la producción de papa en Argentina vs HH en el Rosal
Fuente: Autores
En ese orden de ideas, el componente gris en los dos estudios representa el mayor impacto sobre
la Huella hídrica total, señalando que es necesario un volumen significativo de agua para poder
asimilar la carga contaminante que aportan los fertilizantes. Retomando lo mencionado cuando se
C. azul8%
C. verde44%
C. gris48%
% de los componentes de Huella Hídrica en El
Rosal
C. azul
C. verde
C. gris
24%
32%
44%
%Huella hídrica en la produccion de papa en
Argentina
C. azul
C. verde
C. gris
59
realizó el análisis del componente gris, los requerimientos nutricionales para el cultivo de papa son
altos y exigentes. Por lo tanto, sería conveniente realizar estudios de caracterización del suelo de
carácter químico, para de este modo aplicar los nutrientes necesarios sin caer en un exceso de los
mismos, debido a que las características del suelo pueden variar con el tiempo en consecuencia del
trabajo de la tierra. De allí, se lograría una disminución de los costos por compra de fertilizantes,
en caso tal que se esté aplicado más de lo requerido por el cultivo y posiblemente sería menor el
valor del agua empleada para diluir los contaminantes.
14. Formulación de alternativas
El consumo de agua empleada para riego se puede optimizar al implementar un calendario de
riego, debido a que en este se planificaría el tiempo en el que se debe regar el cultivo. De acuerdo
con los requerimientos hídricos que tienen las plantas de papa a lo largo de su proceso de desarrollo
y los indicadores más convenientes para la programación del calendario, es decir indicadores
directos o indirectos; dentro de los directos se encuentran la humedad relativa, temperatura
humedad del suelo, temperatura y apariencia de la hoja. Sin embargo, se requiere de estudio de las
variables y actualización de la información para que el calendario satisfaga eficientemente los
requerimientos hídricos del cultivo dependiendo de la interacción con las otras variables como la
evapotranspiración.
Otra estrategia que permitiría aprovechar de una mejor manera el agua que está siendo empleada
para el riego es gestionar revisiones periódicas para establecer el estado del sistema de riego, es
decir tuberías, bomba, motor y empalmes .Esto, a causa de que se han presentado fugas de agua
por el desgaste de los empaques que se utilizan para empalmar las tuberías, generando esta forma
pérdidas de agua. Agregado a esto, se propone implementar control de las presiones en la tubería,
para ello es necesario incluir manómetros en ciertos puntos, con el fin de establecer que las
presiones sean las adecuadas para que la presión del agua cuando llegue a los aspersores sea la
apropiada, y así se aproveche al máximo el trabajo de succión de la bomba y el diámetro de alcance
de distribución que tienen los aspersores.
Finalmente, Se propone cambiar el sistema de riego por aspersión que actualmente se utiliza en la
hacienda Kalá por un sistema de riego por goteo, el cual aunque no es tan utilizado en la
60
producción de papa si se ha implementado en otros cultivos debido a la serie de ventajas que tiene
su empleo; Una de ellas es que el agua llega directamente al sistema radicular de la planta,
ayudando así al crecimiento adecuado de la misma y evitando el desperdicio de agua. Otra ventaja
es que las mangueras están internamente recubiertas con materiales especiales que permiten que
exista una distribución uniforme del agua, evitando de esta forma que los puntos de riego más
lejanos a la bomba se conviertan en puntos críticos donde el agua no llega con el mismo impulso
que aquellos que están más cercanos al sistema de bombeo.
No obstante, se debe destacar que este sistema requiere mayor cuidado para este tipo de cultivo
debido a que cada vez que se realice la práctica de aporque las mangueras deben ser retiradas, lo
cual sino se realiza adecuadamente generara daños en las mismas. Sumado a esto, se debe revisar
los equipos con el fin de establecer si se encuentran operando apropiadamente.
Descripción del sistema y funcionamiento
La propuesta contempla un sistema de riego sectorizado, en donde el área del terreno es dividida
en tres sectores, los cuales para el riego son alternados, es decir, la bomba envía el suministro a la
tubería principal y esta la destina para el primer sector; una vez finalizado el tiempo de riego
programado para ese sector continua con el siguiente y así sucesivamente. En la Ilustración 4, se
muestra un bosquejo del riego por goteo que se plantea para la hacienda Kalá.
Ilustración 4. Sistema de Riego por goteo sectorizado
CONVENCIONES
1 Lago
2 Bomba
3 Sistema de filtración
4 Tuberia de PVC 2"
5 Manguera 16 mm
Casa
3 2
1
61
15. Conclusiones
Se encontró que se está suministrando más agua de la que requiere el cultivo, debido a que
el volumen de agua aplicado en forma de riego tiene un valor de 8164.8 m3, y al
compararlo con el dato obtenido de requerimiento de riego cuyo valor es de 3280 m3 se
presenta una diferencia de 4884.8 m3, siendo esta una cifra significativa, de agua que no
está siendo aprovechada.
Para el cultivo objeto del presente estudio, se calculó la huella hídrica por componente
obteniendo un valor de 32.80 m3/ton para el azul, 176.63 m3/ton para el verde y 190.99
m3/ton para el gris, siendo entonces el valor de la huella hídrica total de 400.42 m3/ton.
Resultado del proceso de desarrollo del proyecto, se formuló 3 alternativas para mejorar el
uso que actualmente se le está dando al agua empleada para el riego en el cultivo. Estas
están encaminadas hacia la gestión del recurso hídrico, por lo cual se propuso implementar
revisiones de los equipos utilizados para el riego como la motobomba, tuberías y aspersores
entre otros. Con el fin de tener un mayor control sobre el funcionamiento del sistema de
riego.
El resultado de la huella hídrica gris sería más real si se tomaran en cuenta todos los valores
de la composición de los diferentes productos aplicados en cultivo, sin embargo uno de los
limitantes que se encontró fue la falta de valores de referencia de concentración máxima
en la normatividad colombiana, lo cual puede estar originando error en los resultados
asumidos. Esto teniendo en cuenta que la cantidad de fosforo y potasio aplicada es mayor
que la de Nitrógeno y sabiendo que en el presente estudio solo fue posible calcular el
componente gris con este último elemento.
Los estudios de caracterización química del suelo son importantes para establecer una dosis
adecuada de fertilizantes y otros productos químicos empleados para garantizar una
producción exitosa.
62
16. Recomendaciones
Se sugiere realizar estudios de suelo para determinar la dosis adecuada que se debe
aplicar de productos químicos. Primero con el fin de suministrar al cultivo lo que
este requiere según sus necesidades, ahorrar dinero y disminuir el volumen de agua
que se necesita para asimilar la concentración del contaminante.
En cuanto al cultivo, se sugiere mejorar la forma de almacenaje de los productos
químicos y elementos utilizados para la fumigación u otras prácticas agronómicas.
Debido a que como se muestra en el anexo 5 registro fotográfico se encuentra sin
normas de seguridad y a la intemperie.
Se recomienda implementar el sistema de riego por goteo debido a que es una
alternativa en la cual se obtiene un mejor aprovechamiento del agua debido a que
disminuyen los problemas que tiene el sistema de riego con el cual realizan esta
práctica y permite que la planta de papa tenga un suministro adecuado de agua,
evitando de esta forma la proliferación de enfermedades y pudrición del tubérculo.
63
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66
Anexo 1: memoria de cálculo huella hídrica azul y verde
67
68
Anexo 2: caracterización textural del suelo
Siendo esencial determinar el tipo de suelo en el cual se está cultivando, con el objeto de
establecer si es adecuado según los requerimientos que exige un cultivo de este clase, Se hizo una
caracterización del suelo de carácter textural y visual. Por ello, se tomó muestras del terreno,
formando un zigzag a lo largo del mismo. Se descapotó cada uno de los puntos seleccionados y
se procedió a extraer la tierra de una profundidad mayor a 20 cm, como se muestra en la Imagen
5.
Imagen 5 Procedimiento de muestreo de suelo
gf
Fuente: Autores
Cada muestra fue guardada en bolsa ziploc, como se muestra en la imagen y una vez recolectadas
todas las muestras, se realizó la mezcla de estas en un balde, a fin de obtener una muestra
significativa.
Imagen 6. Recolección de muestra
ghydghsgd
Fuente: Autores
69
Con la muestra significativa, se realizó una serie de análisis rápidos de la guía de la FAO y que
se describen a continuación.
1. Lanzamiento de la bola: Esta prueba consiste en formar una bola de 3cm, humedeciendo
un poco la tierra, y luego lanzarla a unos 50 cm de forma vertical. Si al caer la bola a la
mano esta pierde su consistencia, indica que tiene predominancia de arena y si por el
contrario mantiene su consistencia significa que su contenido mayoritario es arcilla.
Por lo cual, al realizar esta primera prueba la bola conservo su cohesión pero no en su
totalidad, como se aprecia en la Imagen 7; señalando que su contenido no es únicamente
arena, pero tampoco es totalmente arcilla.
Imagen 7 Resultado de la cohesión de Bola
Fuente: Autores
2. Compresión de la bola: Consiste en formar una bola, humedeciendo un poco la tierra sin
que este se pegue a la mano (Fao, s.f.). Luego, se toma la bola y se le ejerce una fuerza de
compresión, oprimiéndola dentro de la mano. Si esta se desmorona tiene alto contenido de
arena, pero si por el contrario toma la forma de la mano es predominante el contenido de
arcilla.
Según lo observado la bola adquirió la forma de la mano, sin embargo se continuo
realizando las pruebas para tener más certeza del resultado de la clase textural que se tiene
en el cultivo. Por ende, se continuó con la prueba 3.
3. Desmenuzamiento en seco: En esta prueba se toma una muestra en seco y se desmenuza
entre los dedos. Como aparece en la Imagen parte B.
70
Imagen 8 Desmenuzamiento dela muestra
Fuente: FAO Modificado por Autores
En la Tabla que aparece a continuación se muestra la clasificación textural según la resistencia que
presente la muestra al realizar la prueba. Aclarando, que las características resistencia vs
clasificación textural que aparecen en la Tabla 15 son descritas en la guía de la (Fao, s.f.)
Tabla 15. Resistencia de la muestra vs clasificación textural
Resistencia que ofrece la
muestra
Clasificación textural
Poca resistencia Arena fina o arenoso Franco
Resistencia media Arcilloso limoso o arcilloso
arenoso
Alta resistencia Arcilla
Fuente: Autores
A partir de la Tabla 15 y los resultados obtenidos la muestra presenta poca resistencia al
desmenuzamiento pulverizándose fácilmente, por lo tanto, su clasificación textural es arena fina
o arenoso franco.
4. Prueba de manipulación: En ella se sigue el siguiente orden:
a) Se toma una muestra en la mano y se humedece sin que esta se adhiera a la mano
b) Se forma una bola de 3cm de diámetro.
c) se deja caer la bola.
d) Si esta pierde su consistencia al desmoronarse es ARENA
e) si no continuar con el siguiente paso
f) Amasar la bola formando un cilindro de una longitud de 6 a 7cm
g) Si no se logra esta forma cilíndrica o no mantiene su cohesión es ARENOSO
FRANCO
71
h) Si mantiene la cohesión proseguir con el ítem i
i) amasar la bola hasta formar un cilindro de 15 a 16 cm de longitud. Si no mantiene la
forma es FRANCO ARENOSO. En caso contrario continuar con el ítem j
j) doblar el cilindro formando un semicírculo. Si no se puede formar esta figura es
FRANCO.
72
Anexo 3: memoria de cálculo huella gris
PARTE A
COMPOSICIÓN FERTILIZANTE 10-20-20 Nitrógeno(N) 10% Fósforo(P) 20% Potasio(K) 20%
PARTE B. Cálculo tasa de aplicación Nitrógeno
𝑇𝑛 = 𝐶𝑛 ∗ 𝐶𝑓
Donde:
Tn= Tasa de aplicación de Nitrógeno (Kg/ha)
Cn= Concentración de Nitrógeno en el fertilizante (%)
Cf= Cantidad de fertilizante aplicado (Kg/ha)
𝑇𝑛 = 0,10 ∗ 1500𝐾𝑔
ℎ𝑎
𝑇𝑛 = 150𝐾𝑔
ℎ𝑎𝑁
Cálculo tasa de aplicación Fósforo
𝑇𝑝 = 𝐶𝑝 ∗ 𝐶𝑓
Donde:
Tn= Tasa de aplicación de Fósforo (Kg/ha)
Cn= Concentración de Fósforo en el fertilizante (%)
Cf= Cantidad de fertilizante aplicado (Kg/ha)
𝑇𝑝 = 0,20 ∗ 1500𝐾𝑔
ℎ𝑎
73
𝑇𝑛 = 300𝐾𝑔
ℎ𝑎𝑃
Cálculo tasa de aplicación Potasio
𝑇𝐾 = 𝐶𝐾 ∗ 𝐶𝑓
Donde:
TK= Tasa de aplicación de Potasio (Kg/ha)
CK= Concentración de Potasio en el fertilizante (%)
Cf = Cantidad de fertilizante aplicado (Kg/ha)
𝑇𝑝 = 0,20 ∗ 1500𝐾𝑔
ℎ𝑎
𝑇𝑛 = 300𝐾𝑔
ℎ𝑎𝐾
PARTE C. Concentración máxima permisible
1 kgmol NO3 1 kgmol N 1 kgmol O3
Masa Molecular 62 78 48
% de composición 100 22.58 77.42
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑁 = 10 𝑚𝑔 𝐿 ∗ 0.2258 ⁄
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑁 = 2.25 𝑚𝑔 𝐿⁄
Una vez obtenida la concentración de N en mg/L se convierte en Kg/m3, Así:
2.25 𝑚𝑔 𝑁
𝐿𝑥
1𝑔
1000𝑚𝑔 𝑥
1𝐾𝑔
1000𝑔 𝑥
1000 𝐿
1𝑚3= 2.25𝑥10−3
𝐾𝑔
𝑚3
74
Anexo 5 registro fotográfico
Almacenaje de implementos para fumigación y prácticas agronómicas
Fuente: Autores
Etapa de madurez del cultivo
Fuente: Autores
75
Selección, recolección y cosecha
Fuente: Autores